TWI698035B - 場效型電晶體、其製造方法以及使用上述的無線通訊裝置和商品標籤 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種閘極絕緣層的耐龜裂性提高的場效型電晶體，及其生產性優異的製造方法。本發明為一種場效型電晶體，其至少包括基板，源極電極、汲極電極及閘極電極，與所述源極電極及汲極電極相接的半導體層，以及將所述半導體層與所述閘極電極絕緣的閘極絕緣層，所述場效型電晶體的特徵在於：所述閘極絕緣層含有至少具有通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷。
Figure 106140260-A0305-02-0001-2
(通式(1)中，A1表示如下有機基：具有至少兩個羧基、磺基、硫醇基、酚性羥基或該些的衍生物，或者具有至少一個該些基在A1內縮合為環狀而成的官能基或該些的衍生物)

Description

場效型電晶體、其製造方法以及使用上述的無 線通訊裝置和商品標籤
本發明是有關於一種場效型電晶體、其製造方法以及使用上述的無線通訊裝置和商品標籤。
近年來，正積極研究於半導體層使用有機半導體及/或碳材料的場效型電晶體(Field effect transistor，FET)。該些半導體材料可溶於有機溶媒中，因此可藉由噴墨印刷等塗佈法形成低成本的薄膜。此時，為了獲得FET的穩定的電氣特性，需要形成平滑地進行了塗佈的均勻的半導體層。
作為FET的重要的構件，有閘極絕緣層。通常，與閘極絕緣層相接地形成有半導體層，但於半導體層中在與閘極絕緣層的界面附近形成有作為電流的通路的通道，因此閘極絕緣層的表面的性質對FET特性造成大的影響。
另外，作為閘極絕緣層用的材料，亦正有活力地研究可溶於有機聚合物等有機溶媒中的有機材料。該些可藉由狹縫塗佈等塗佈法來形成低成本的薄膜，且可以低溫製程於可撓性基板上製作。
作為可溶於有機溶媒的塗佈型閘極絕緣層材料的例子，已知有導入環氧基的聚矽氧烷(例如，參照專利文獻1)。專 利文獻1中示出：環氧基抑制半導體溶液的彈開，可獲得半導體塗液在閘極絕緣層上的良好的塗佈性，此外可減少遲滯。
為了與下部電極取得導通，需要於閘極絕緣層中開設接觸孔。為了形成其孔圖案，通常進行藉由使用光阻劑的光微影的加工。相對於此，在導入環氧基的聚矽氧烷中，藉由進而含有光酸產生劑，可於不使用光阻劑的情況下藉由光微影來形成圖案。
另外，亦已知有利用包含具有雜環基的聚矽氧烷的光硬化性組成物的閘極絕緣層材料(例如，參照專利文獻2)。專利文獻2中示出：導入雜環的聚矽氧烷改善塗佈於閘極絕緣層上的有機半導體的塗佈性。
另一方面，亦已知有利用包含具有酸性基的有機矽烷單元的聚矽氧烷的感光性樹脂組成物可用於薄膜電晶體的平坦化膜(例如，參照專利文獻3)。專利文獻3中示出：包含具有酸性基的有機矽烷單元的聚矽氧烷提高藉由鹼顯影的圖案加工時的解析度。
[現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2009/116373號
[專利文獻2]日本專利特開2015-198115號公報
[專利文獻3]日本專利特開2014-197171號公報
於專利文獻1中，利用導入環氧基的聚矽氧烷，對半導體溶液的塗佈性改善、及遲滯的減少而言具有效果，但聚矽氧烷彼此的相互作用不足，耐龜裂性低，因此存在漏電流變大的課題。進而，於藉由光微影的閘極絕緣層的圖案加工時，存在解析度不充分、難以形成微細圖案的課題。
於專利文獻2中，利用具有雜環基的聚矽氧烷，對半導體溶液的塗佈性改善而言具有效果，但就遲滯減少的觀點而言不充分。
於專利文獻3中示出包含具有酸性基的有機矽烷單元的聚矽氧烷於薄膜電晶體的平坦化膜中的利用與解析度提高的效果，但並未研究對半導體溶液的塗佈性或遲滯等電晶體特性的影響。
因此，本發明的目的在於提供一種可進行半導體溶液的均勻塗佈、減少遲滯且提高閘極絕緣層的耐龜裂性的場效型電晶體，及其生產性優異的製造方法。
本發明為一種場效型電晶體，其至少包括基板，源極電極、汲極電極及閘極電極，與所述源極電極及汲極電極相接的半導體層，以及將所述半導體層與所述閘極電極絕緣的閘極絕緣層，所述場效型電晶體的特徵在於：所述半導體層含有有機半導體及/或碳材料，所述閘極絕緣層含有至少具有下述通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷。
Figure 106140260-A0305-02-0006-3
(通式(1)中，R1表示氫原子、烷基、環烷基、雜環基、芳基、雜芳基或烯基。R2表示氫原子、烷基、環烷基或矽烷基。m表示0或1。A1表示包含至少兩個羧基、磺基、硫醇基、酚性羥基或該些的衍生物的有機基。其中，於所述衍生物為由所述羧基、磺基、硫醇基及酚性羥基中的兩個形成的環狀縮合結構的情況下，A1表示具有至少一個該環狀縮合結構的有機基)
本發明為一種場效型電晶體的製造方法，其製造所述場效型電晶體，所述場效型電晶體的製造方法包括：(I)於基板上形成導電性圖案的步驟；(II)將包含至少具有通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷的溶液塗佈於所述形成有導電性圖案的基板上及加以乾燥的步驟；以及(III)對包含有機半導體及/或碳材料的溶液以與導電性圖案相接的方式進行塗佈及乾燥的步驟。
本發明為一種無線通訊裝置，其具有所述場效型電晶體。
本發明為一種商品標籤，其使用所述無線通訊裝置。
根據本發明的場效型電晶體，可獲得一種可進行半導體 溶液的均勻塗佈、減少遲滯且提高閘極絕緣層的耐龜裂性的場效型電晶體，及其生產性優異的製造方法。
1:基板
2:閘極電極
3:閘極絕緣層
4:半導體層
5:源極電極
6:汲極電極
10:天線
11:電源生成部
12:控制電路
13:解調電路
14:調變電路
15:記憶電路
圖1為表示本發明的實施形態的場效型電晶體的一例的示意剖面圖。
圖2為表示本發明的實施形態的場效型電晶體的另一例的示意剖面圖。
圖3為表示使用本發明的實施形態的場效型電晶體的無線通訊裝置的一例的框圖。
以下，對本發明的場效型電晶體(FET)、其製造方法以及使用上述的無線通訊裝置和商品標籤的較佳的實施形態進行詳細說明。其中，本發明並不限定於以下的實施形態，可根據目的或用途進行各種變更來實施。
本發明的FET為至少包括基板，源極電極、汲極電極及閘極電極，與所述源極電極及汲極電極相接的半導體層，以及將所述半導體層與所述閘極電極絕緣的閘極絕緣層的場效型電晶體，所述半導體層含有有機半導體及/或碳材料，所述閘極絕緣層含有至少具有下述通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷。
[化2]
Figure 106140260-A0305-02-0008-4
通式(1)中，R1表示氫原子、烷基、環烷基、雜環基、芳基、雜芳基或烯基。R2表示氫原子、烷基、環烷基或矽烷基。m表示0或1。A1表示包含至少兩個羧基、磺基、硫醇基、酚性羥基或該些的衍生物的有機基。其中，於所述衍生物為由所述羧基、磺基、硫醇基及酚性羥基中的兩個形成的環狀縮合結構的情況下，A1表示具有至少一個該環狀縮合結構的有機基。包含兩個以上羧基、磺基、硫醇基、酚性羥基或該些的衍生物的情況包括包含兩個同一種類的基的情況(例如，包含兩個羧基的情況)、與分別包含各一個不同種類的基的情況(例如，分別包含各一個羧基與硫醇基的情況)兩者。
<閘極絕緣層>
(聚矽氧烷)
本發明中的閘極絕緣層含有聚矽氧烷，且至少具有通式(1)所表示的結構單元。
通式(1)中，R1表示氫原子、烷基、環烷基、雜環基、芳基、雜芳基或烯基。R2表示氫原子、烷基、環烷基或矽烷基。m表示0或1。A1表示包含至少兩個羧基、磺基、硫醇基、酚性羥 基或該些的衍生物的有機基。其中，於所述衍生物為由所述羧基、磺基、硫醇基及酚性羥基中的兩個形成的環狀縮合結構的情況下，A1表示具有至少一個該環狀縮合結構的有機基。
所謂烷基，例如表示甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基等飽和脂肪族烴基，其可具有取代基亦可不具有取代基。具有取代基的情況下的追加的取代基並無特別限制，例如可列舉烷氧基、芳基、雜芳基等，該些亦可進一步具有取代基。另外，烷基的碳數並無特別限定，就獲取的容易性或成本的方面而言，較佳為1以上且20以下，更佳為1以上且8以下。
所謂環烷基，例如表示環丙基、環己基、降冰片基、金剛烷基等飽和脂環式烴基，其可具有取代基亦可不具有取代基。於具有取代基的情況下，取代基並無特別限制，例如可列舉烷基、烷氧基、芳基、雜芳基等，該些取代基亦可進一步具有取代基。關於該些取代基的說明亦與以下的記載共通。環烷基的碳數並無特別限定，較佳為3以上且20以下的範圍。
所謂雜環基，例如表示自吡喃環、哌啶環、醯胺環等在環內具有碳以外的原子的脂肪族環導出的基，其可具有取代基亦可不具有取代基。雜環基的碳數並無特別限定，較佳為2以上且20以下的範圍。
所謂芳基，例如表示苯基、萘基、聯苯基、蒽基、菲基、聯三苯基、芘基等芳香族烴基，其可具有取代基亦可不具有取代 基。芳基的碳數並無特別限定，較佳為6~40的範圍。
所謂雜芳基，例如表示呋喃基、噻吩基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、吡啶基、喹啉基等在環內具有一個或多個碳以外的原子的芳香族基，其可具有取代基亦可不具有取代基。雜芳基的碳數並無特別限定，較佳為2~30的範圍。
所謂烯基，例如表示乙烯基、烯丙基、丁二烯基等包含雙鍵的不飽和脂肪族烴基，其可具有取代基亦可不具有取代基。烯基的碳數並無特別限定，較佳為2以上且20以下的範圍。
另外，所謂所述作為取代基而列舉的烷氧基，例如表示甲氧基、乙氧基、丙氧基等醚鍵的一個經脂肪族烴基取代而成的官能基，該脂肪族烴基可具有取代基亦可不具有取代基。烷氧基的碳數並無特別限定，較佳為1以上且20以下的範圍。
藉由具有通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷含有作為A1的包含至少兩個羧基、磺基、硫醇基、酚性羥基或該些的衍生物的有機基，可形成平滑地塗佈有有機半導體及/或碳材料的均勻的半導體層。推測其原因在於：存在於絕緣層表面的該些極性官能基控制半導體溶液的潤濕性，從而可進行無凹陷的塗佈。
另外，於所述衍生物為由所述羧基、磺基、硫醇基及酚性羥基中的兩個形成的環狀縮合結構的情況下，藉由含有作為A1的具有至少一個該環狀縮合結構的有機基，可獲得相同的效果。
半導體溶液於閘極絕緣層上的塗佈性可藉由利用液滴法測定半導體溶液相對於閘極絕緣層的接觸角來評價。就無凹陷 而均勻地塗佈的觀點而言，接觸角較佳為未滿15°，更佳為未滿12°，進而佳為未滿10°。另一方面，就為了FET的穩定動作而需要固定膜厚而言，接觸角較佳為4°以上，更佳為5°以上，進而佳為6°以上。
另外，藉由具有通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷具有A1，實現遲滯的減少、耐龜裂性的增大。
所謂遲滯，表示相對於電壓歷程的電流值的變動幅度，為了FET的穩定驅動，需要減小遲滯的值。遲滯較佳為20V以下，更佳為10V以下，進而佳為5V以下。
龜裂是指於閘極絕緣層中產生的破裂。可藉由光學顯微鏡等來觀察是否於絕緣層中產生龜裂。龜裂的產生會導致漏電流的增加或配線的斷線等，因此理想為設為最小限度。於將絕緣層中產生龜裂的元件相對於總元件數的比率設為「龜裂產生率(%)」的情況下，可將「100-龜裂產生率(%)」作為耐龜裂性的指標。此時，耐龜裂性較佳為95%以上，更佳為98%以上，進而佳為100%。
進而，藉由具有通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷具有A1，於閘極絕緣層的微影時顯現出相對於鹼性顯影液的優異的溶解性。藉此，可與設計尺寸一致地精度良好地對圖案進行加工，故解析度優異。解析度較佳為30μm以下，更佳為15μm以下，進而佳為5μm以下。
作為羧基、磺基、硫醇基、酚性羥基的各衍生物中的非環狀的縮合結構，可列舉與烴基或矽烷基的羧酸酯、磺酸酯、硫 酯、硫醚及苯醚等，此外可列舉羧酸酐及藉由羧酸酐與胺化合物的反應而生成的醯胺化合物或醯亞胺化合物等。
作為由羧基、磺基、硫醇基及酚性羥基中的兩個形成的環狀縮合結構，可列舉環狀酸酐結構、環狀酯結構、環狀硫酯結構、環狀醚結構及環狀硫醚結構等。
縮合包含聚矽氧烷彼此及與源自其他構成材料的縮合兩者。另外，於聚矽氧烷彼此中，包含自分子內及其他分子間兩者的縮合。
本發明中，所謂有機基，表示先前列舉的烷基、環烷基、雜環基、芳基、雜芳基或烯基。該些內，就低遲滯的觀點而言，較佳為烷基、環烷基、芳基及烯基，更佳為烷基及芳基，進而佳為烷基。
所謂矽烷基，只要為將Si原子設為鍵結點的官能基，則並無特別限制，可進而具有氫原子、有機基及矽烷基，亦可經由氧原子。另外，亦可為聚矽氧烷。
就兼顧半導體溶液的塗佈性提高、低遲滯及閘極絕緣層的耐龜裂性的觀點而言，通式(1)中的A1較佳為具有至少兩個羧基或其衍生物或者具有至少一個環狀的酸酐基的有機基，進而佳為下述通式(2)或通式(3)所表示的基。
[化3]
Figure 106140260-A0305-02-0013-5
通式(2)中，X1表示單鍵、碳數1~10的伸烷基或碳數6~15的伸芳基。R3及R4分別獨立地表示氫原子、有機基或矽烷基。通式(3)中，X2表示單鍵、碳數1~10的伸烷基或碳數6~15的伸芳基。
具有通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷中，就兼顧半導體溶液的塗佈性提高、低遲滯及閘極絕緣層的耐龜裂性，以及提高閘極絕緣層的微影時的解析度的觀點而言，通式(1)所表示的結構單元於總矽烷結構單元中所佔的含有比率較佳為0.5mol%以上，更佳為1.0mol%以上，進而佳為1.5mol%以上。另外，就防止由吸濕所引起的漏電流增加的觀點而言，較佳為20mol%以下，更佳為15mol%以下，進而佳為10mol%以下。
所謂漏電流，為電路上流向意料之外的部位的漏出的電流，為了以低消耗電力驅動FET，需要減小漏電流的值。漏電流值較佳為30pA以下，更佳為20pA以下，進而佳為10pA以下。
具有通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷中所述通式(1)所表示的結構單元於總矽烷結構單元中所佔的含有比率可 藉由13C-NMR來求出。於羧基及其衍生物中羰基的碳原子於化學位移170ppm-180ppm附近特徵性地出現，於磺基及其衍生物中與S原子鍵結的碳原子於化學位移30ppm-40ppm附近特徵性地出現，於硫醇基及其衍生物中與S原子鍵結的碳原子於化學位移10ppm-20ppm附近特徵性地出現，於酚性羥基及其衍生物中與源自酚性羥基的O原子鍵結的芳香環內的碳原子於化學位移140ppm-170ppm附近特徵性地出現。可由該些及與其他結構單元中的碳原子的峰值面積比來求出通式(1)所表示的結構單元的含有比率。
關於本發明中所使用的通式(1)所表示的結構單元，作為矽烷化合物，具體可例示下述所示的結構單元。作為具有羧基或該些的衍生物的結構單元，可列舉：源自二甲氧基甲基矽烷基甲基丁二酸、二乙氧基甲基矽烷基甲基丁二酸、二甲氧基苯基矽烷基甲基丁二酸、二乙氧基苯基矽烷基甲基丁二酸、三甲氧基矽烷基甲基丁二酸、三乙氧基矽烷基甲基丁二酸、2-[二甲氧基(甲基)矽烷基]乙基丁二酸、2-[二乙氧基(甲基)矽烷基]乙基丁二酸、2-[二甲氧基(苯基)矽烷基]乙基丁二酸、2-[二乙氧基(苯基)矽烷基]乙基丁二酸、2-(三甲氧基矽烷基)乙基丁二酸、2-(三乙氧基矽烷基)乙基丁二酸、3-[二甲氧基(甲基)矽烷基]丙基丁二酸、3-[二乙氧基(甲基)矽烷基]丙基丁二酸、3-[二甲氧基(苯基)矽烷基]丙基丁二酸、3-[二乙氧基(苯基)矽烷基]丙基丁二酸、3-(三甲氧基矽烷基)丙基丁二酸、3-(三乙氧基矽烷基)丙基丁二酸、4-[二甲氧基(甲基) 矽烷基]丁基丁二酸、4-[二乙氧基(甲基)矽烷基]丁基丁二酸、4-[二甲氧基(苯基)矽烷基]丁基丁二酸、4-[二乙氧基(苯基)矽烷基]丁基丁二酸、4-(三甲氧基矽烷基)丁基丁二酸、4-(三乙氧基矽烷基)丁基丁二酸、5-[二甲氧基(甲基)矽烷基]戊基丁二酸、5-[二乙氧基(甲基)矽烷基]戊基丁二酸、5-[二甲氧基(苯基)矽烷基]戊基丁二酸、5-[二乙氧基(苯基)矽烷基]戊基丁二酸、5-(三甲氧基矽烷基)戊基丁二酸、5-(三乙氧基矽烷基)戊基丁二酸、6-[二甲氧基(甲基)矽烷基]己基丁二酸、6-[二乙氧基(甲基)矽烷基]己基丁二酸、6-[二甲氧基(苯基)矽烷基]己基丁二酸、6-[二乙氧基(苯基)矽烷基]己基丁二酸、6-(三甲氧基矽烷基)己基丁二酸、6-(三乙氧基矽烷基)己基丁二酸、具有該些丁二酸結構的化合物的酐、及該些丁二酸成為戊二酸而成的化合物的結構單元。
作為具有磺基或該些的衍生物的結構單元，可列舉：源自5-[二甲氧基(甲基)矽烷基]戊烷-1,2-二磺酸、5-[二乙氧基(甲基)矽烷基]戊烷-1,2-二磺酸、5-[二甲氧基(苯基)矽烷基]戊烷-1,2-二磺酸、5-[二乙氧基(苯基)矽烷基]戊烷-1,2-二磺酸、5-(三甲氧基矽烷基)戊烷-1,2-二磺酸、5-(三乙氧基矽烷基)戊烷-1,2-二磺酸及該些的甲酯、乙酯、正丙酯、異丙酯、正丁酯、第二丁酯、及第三丁酯的結構單元。
作為具有硫醇基或該些的衍生物的結構單元，可列舉：源自3-[3-[二甲氧基(甲基)矽烷基]丙氧基]丙烷-1,2-二硫醇、3-[3-[二乙氧基(甲基)矽烷基]丙氧基]丙烷-1,2-二硫醇、3-[3-[二甲 氧基(苯基)矽烷基]丙氧基]丙烷-1,2-二硫醇、3-[3-[二乙氧基(苯基)矽烷基]丙氧基]丙烷-1,2-二硫醇、3-[3-(三甲氧基矽烷基)丙氧基]丙烷-1,2-二硫醇、3-[3-(三乙氧基矽烷基)丙氧基]丙烷-1,2-二硫醇及該些的甲基硫醚、乙基硫醚、正丙基硫醚、異丙基硫醚、正丁基硫醚、第二丁基硫醚、及第三丁基硫醚的結構單元。
作為具有酚性羥基或該些的衍生物的結構單元，可列舉：源自具有3-[二甲氧基(甲基)矽烷基]丙基、3-[二乙氧基(甲基)矽烷基]丙基、3-[二甲氧基(苯基)矽烷基]丙基、3-[二乙氧基(苯基)矽烷基]丙基、3-(三甲氧基矽烷基)丙基或3-(三乙氧基矽烷基)丙基的鄰苯二酚、間苯二酚、對苯二酚或間苯三酚、及該些的甲醚、乙醚、正丙醚、異丙醚、正丁醚、第二丁醚、及第三丁醚的結構單元。
作為具有羧基、磺基、硫醇基、酚性羥基或該些的衍生物的結構單元內分別包含各一個不同種類的基者，可列舉：源自1-羧基-2-磺基-5-(三甲氧基矽烷基)戊烷、1-羧基-2-巰基-5-(三甲氧基矽烷基)戊烷、1-磺基-2-巰基-5-(三甲氧基矽烷基)戊烷、1-羧基-2-羥基-4-(三甲氧基矽烷基)苯、1-磺基-2-羥基-4-(三甲氧基矽烷基)苯、1-巰基-2-羥基-4-(三甲氧基矽烷基)苯及該些取代基的位置不同的位置異構體，以及該些的甲基(硫)酯、乙基(硫)酯、正丙基(硫)酯、異丙基(硫)酯、正丁基(硫)酯、第二丁基(硫)酯、第三丁基(硫)酯、甲基(硫)醚、乙基(硫)醚、正丙基(硫)醚、異丙基(硫)醚、正丁基(硫)醚、第二丁基(硫)醚、第三丁基(硫)醚、環狀(硫)酯及環狀(硫) 醚的結構單元。
其中，就兼顧半導體溶液的塗佈性提高、低遲滯及閘極絕緣層的耐龜裂性的觀點而言，較佳為源自具有至少兩個羧基或其衍生物、或者具有至少一個環狀酸酐基的矽烷化合物的結構單元，更佳為源自具有丁二酸、丁二酸酐結構或該些的衍生物的矽烷化合物的結構單元，進而佳為源自具有丁二酸或丁二酸酐結構的矽烷化合物的結構單元，進一步佳為源自3-[二甲氧基(甲基)矽烷基]丙基丁二酸、3-[二乙氧基(甲基)矽烷基]丙基丁二酸、3-[二甲氧基(苯基)矽烷基]丙基丁二酸、3-[二乙氧基(苯基)矽烷基]丙基丁二酸、3-(三甲氧基矽烷基)丙基丁二酸、3-(三乙氧基矽烷基)丙基丁二酸及該些的酐的結構單元，特佳為源自3-(三甲氧基矽烷基)丙基丁二酸、3-(三乙氧基矽烷基)丙基丁二酸及該些的酐的結構單元。
本發明中，就由交聯結構的導入引起的耐龜裂性提高的觀點而言，具有通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷較佳為進而具有下述通式(4)所表示的結構單元。
Figure 106140260-A0305-02-0017-6
通式(4)中，R5表示氫原子、烷基、環烷基、雜環基、芳基、雜芳基或烯基。R6表示氫原子、烷基、環烷基或矽烷基。n表示0或1。B1表示包含丙烯醯基及/或甲基丙烯醯基彼此的加成反應結構的有機基。
所謂包含丙烯醯基及/或甲基丙烯醯基彼此的加成反應結構的有機基，是作為提供通式(4)所表示的結構單元的矽烷化合物的、具有丙烯醯基及/或甲基丙烯醯基的矽烷化合物中所含的丙烯醯基及/或甲基丙烯醯基彼此及/或與後述的自由基聚合性化合物中所含的丙烯醯基及/或甲基丙烯醯基進行加成反應而成者。加成反應為伴隨藉由光或熱的自由基聚合的交聯反應。
具有通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷中，就耐龜裂性提高的觀點而言，所述通式(4)所表示的結構單元於總矽烷結構單元中所佔的含有比率較佳為5mol%以上，更佳為15mol%以上，進而佳為25mol%以上。另外，於交聯密度過度高的情況下，於光微影步驟中的顯影等濕式製程中膜膨潤，從而圖案的解析度降低。就防止所述情況的觀點而言，較佳為50mol%以下，更佳為45mol%以下，進而佳為40mol%以下。
關於本發明中所使用的通式(4)所表示的結構單元，作為矽烷化合物，具體可列舉源自如下的結構藉由丙烯醯基及/或甲基丙烯醯基彼此進行加成反應而成的結構單元：(3-丙烯醯氧基丙基)二甲氧基甲基矽烷、(3-甲基丙烯醯氧基丙基)二甲氧基甲基 矽烷、(3-丙烯醯氧基丙基)二乙氧基甲基矽烷、(3-甲基丙烯醯氧基丙基)二乙氧基甲基矽烷、(3-丙烯醯氧基丙基)二甲氧基苯基矽烷、(3-甲基丙烯醯氧基丙基)二甲氧基苯基矽烷、(3-丙烯醯氧基丙基)二乙氧基苯基矽烷、(3-甲基丙烯醯氧基丙基)二乙氧基苯基矽烷、(3-丙烯醯氧基丙基)三甲氧基矽烷、(3-甲基丙烯醯氧基丙基)三甲氧基矽烷、(3-丙烯醯氧基丙基)三乙氧基矽烷、(3-甲基丙烯醯氧基丙基)三乙氧基矽烷、(4-丙烯醯氧基丁基)二甲氧基甲基矽烷、(4-甲基丙烯醯氧基丁基)二甲氧基甲基矽烷、(4-丙烯醯氧基丁基)二乙氧基甲基矽烷、(4-甲基丙烯醯氧基丁基)二乙氧基甲基矽烷、(4-丙烯醯氧基丁基)二甲氧基苯基矽烷、(4-甲基丙烯醯氧基丁基)二甲氧基苯基矽烷、(4-丙烯醯氧基丁基)二乙氧基苯基矽烷、(4-甲基丙烯醯氧基丁基)二乙氧基苯基矽烷、(4-丙烯醯氧基丁基)三甲氧基矽烷、(4-甲基丙烯醯氧基丁基)三甲氧基矽烷、(4-丙烯醯氧基丁基)三乙氧基矽烷、(4-甲基丙烯醯氧基丁基)三乙氧基矽烷、(5-丙烯醯氧基戊基)二甲氧基甲基矽烷、(5-甲基丙烯醯氧基戊基)二甲氧基甲基矽烷、(5-丙烯醯氧基戊基)二乙氧基甲基矽烷、(5-甲基丙烯醯氧基戊基)二乙氧基甲基矽烷、(5-丙烯醯氧基戊基)二甲氧基苯基矽烷、(5-甲基丙烯醯氧基戊基)二甲氧基苯基矽烷、(5-丙烯醯氧基戊基)二乙氧基苯基矽烷、(5-甲基丙烯醯氧基戊基)二乙氧基苯基矽烷、(5-丙烯醯氧基戊基)三甲氧基矽烷、(5-甲基丙烯醯氧基戊基)三甲氧基矽烷、(5-丙烯醯氧基戊基)三乙氧基矽烷、(5-甲基丙烯醯氧基戊基)三乙氧基矽烷、(6-丙烯醯氧基己基)二甲氧基 甲基矽烷、(6-甲基丙烯醯氧基己基)二甲氧基甲基矽烷、(6-丙烯醯氧基己基)二乙氧基甲基矽烷、(6-甲基丙烯醯氧基己基)二乙氧基甲基矽烷、(6-丙烯醯氧基己基)二甲氧基苯基矽烷、(6-甲基丙烯醯氧基己基)二甲氧基苯基矽烷、(6-丙烯醯氧基己基)二乙氧基苯基矽烷、(6-甲基丙烯醯氧基己基)二乙氧基苯基矽烷、(6-丙烯醯氧基己基)三甲氧基矽烷、(6-甲基丙烯醯氧基己基)三甲氧基矽烷、(6-丙烯醯氧基己基)三乙氧基矽烷、(6-甲基丙烯醯氧基己基)三乙氧基矽烷。
其中，就加成反應的反應性的觀點而言，較佳為源自(3-丙烯醯氧基丙基)二甲氧基甲基矽烷、(3-甲基丙烯醯氧基丙基)二甲氧基甲基矽烷、(3-丙烯醯氧基丙基)二乙氧基甲基矽烷、(3-甲基丙烯醯氧基丙基)二乙氧基甲基矽烷、(3-丙烯醯氧基丙基)二甲氧基苯基矽烷、(3-甲基丙烯醯氧基丙基)二甲氧基苯基矽烷、(3-丙烯醯氧基丙基)二乙氧基苯基矽烷、(3-甲基丙烯醯氧基丙基)二乙氧基苯基矽烷、(3-丙烯醯氧基丙基)三甲氧基矽烷、(3-甲基丙烯醯氧基丙基)三甲氧基矽烷、(3-丙烯醯氧基丙基)三乙氧基矽烷、(3-甲基丙烯醯氧基丙基)三乙氧基矽烷的結構進行加成反應而成的結構單元，更佳為源自(3-丙烯醯氧基丙基)三甲氧基矽烷、(3-甲基丙烯醯氧基丙基)三甲氧基矽烷、(3-丙烯醯氧基丙基)三乙氧基矽烷、(3-甲基丙烯醯氧基丙基)三乙氧基矽烷的結構進行加成反應而成的結構單元。
本發明中，就兼顧高的絕緣性與耐龜裂性的觀點而言， 具有通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷較佳為進而組合一種以上的源自通式(1)及通式(4)以外的矽烷化合物的結構單元。本發明中所謂的絕緣性，為難以通電的指標，且是指體積電阻率為108Ω．cm以上的膜。
作為通式(1)及通式(4)以外的矽烷化合物，具體可列舉源自如下的結構單元：乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、丙基三甲氧基矽烷、丙基三乙氧基矽烷、己基三甲氧基矽烷、己基三乙氧基矽烷、十八烷基三甲氧基矽烷、十八烷基三乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、對甲苯基三甲氧基矽烷、對甲苯基三乙氧基矽烷、苄基三甲氧基矽烷、苄基三乙氧基矽烷、α-萘基三甲氧基矽烷、β-萘基三甲氧基矽烷、α-萘基三乙氧基矽烷、β-萘基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-氯丙基三甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-氯丙基三乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、二苯基二乙氧基矽烷、甲基苯基二甲氧基矽烷、甲基乙烯基二甲氧基矽烷、甲基乙烯基二乙氧基矽烷、3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-胺基丙基甲基二乙氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-氯丙基甲基二甲氧基矽烷、3-氯丙基甲基二乙氧基矽烷、環己基 甲基二甲氧基矽烷、環己基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基二乙氧基矽烷、十八烷基甲基二甲氧基矽烷、十八烷基甲基二乙氧基矽烷、三甲氧基矽烷、三乙氧基矽烷、四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、三氟乙基三甲氧基矽烷、三氟乙基三乙氧基矽烷、三氟乙基三異丙氧基矽烷、三氟丙基三甲氧基矽烷、三氟丙基三乙氧基矽烷、三氟丙基三異丙氧基矽烷、十七氟癸基三甲氧基矽烷、十七氟癸基三乙氧基矽烷、十七氟癸基三異丙氧基矽烷、十三氟辛基三乙氧基矽烷、十三氟辛基三甲氧基矽烷、十三氟辛基三異丙氧基矽烷、三氟乙基甲基二甲氧基矽烷、三氟乙基甲基二乙氧基矽烷、三氟乙基甲基二異丙氧基矽烷、三氟丙基甲基二甲氧基矽烷、三氟丙基甲基二乙氧基矽烷、三氟丙基甲基二異丙氧基矽烷、十七氟癸基甲基二甲氧基矽烷、十七氟癸基甲基二乙氧基矽烷、十七氟癸基甲基二異丙氧基矽烷、十三氟辛基甲基二甲氧基矽烷、十三氟辛基甲基二乙氧基矽烷、十三氟辛基甲基二異丙氧基矽烷、三氟乙基乙基二甲氧基矽烷、三氟乙基乙基二乙氧基矽烷、三氟乙基乙基二異丙氧基矽烷、三氟丙基乙基二甲氧基矽烷、三氟丙基乙基二乙氧基矽烷、三氟丙基乙基二異丙氧基矽烷、十七氟癸基乙基二甲氧基矽烷、十七氟癸基乙基二乙氧基矽烷、十七氟癸基乙基二異丙氧基矽烷、十三氟辛基乙基二乙氧基矽烷、十三氟辛基乙基二甲氧基矽烷、十三氟辛基乙基二異丙氧基矽烷、對三氟苯基三乙氧基矽烷、對三氟苯基三甲氧基矽烷等。
(聚矽氧烷的製造方法)
本發明中所使用的具有通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷例如可藉由如下的方法而獲得。將總矽烷化合物溶解於溶媒中，花費1分鐘~180分鐘向其中添加酸觸媒及水後，於15℃~80℃下進行1分鐘~180分鐘的水解反應。水解反應時的溫度更佳為15℃~55℃。以50℃以上、溶媒的沸點以下對該反應液進行1小時~100小時的加熱，進行縮合反應，藉此可獲得具有通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷。
另外，水解中的各種條件可考慮反應規模、反應容器的大小、形狀等，設定例如酸濃度、反應溫度、反應時間等，藉此獲得適合於目標用途的物性。
作為用於矽烷化合物的水解反應的酸觸媒，可列舉：甲酸、草酸、鹽酸、硫酸、乙酸、三氟乙酸、磷酸、多磷酸、多元羧酸或其酐、離子交換樹脂等酸觸媒。相對於作為具有通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷的共聚成分的總矽烷化合物100質量份，酸觸媒的含量較佳為0.05質量份以上，更佳為0.1質量份以上。另外，較佳為10質量份以下，更佳為5質量份以下。若酸觸媒的含量為0.05質量份以上，則水解反應充分地進行，且若為10質量份以下，則可抑制急遽的反應。
作為水解反應中所使用的溶媒，較佳為有機溶媒，除乙醇、丙醇、丁醇、3-甲基-3-甲氧基-1-丁醇等醇類，乙二醇、丙二醇等二醇類，乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單丁醚、二 乙醚等醚類，甲基異丁基酮、二異丁基酮等酮類，二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺等醯胺類，乙酸乙酯、乙基溶纖劑乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基-1-丁醇乙酸酯等乙酸酯類，甲苯、二甲苯、己烷、環己烷等芳香族或脂肪族烴以外，可列舉γ-丁內酯、N-甲基-2-吡咯啶酮、二甲基亞碸等。相對於作為具有通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷的共聚成分的總矽烷化合物100質量份，溶媒的量較佳為50質量份以上且500質量份以下的範圍。若為50質量份以上，則可抑制急遽的反應，若為500質量份以下，則可充分地進行水解。
另外，作為水解中所使用的水，較佳為離子交換水。水的量可任意地選擇，但於除與矽烷化合物中的烷氧基為當量莫耳的水以外亦使用具有酸酐基或環氧基等進行水解的結構的矽烷化合物的情況下，可進而添加與進行水解的官能基為當量莫耳以上的水。為了提昇聚矽氧烷的聚合度，亦可進行再加熱或鹼觸媒的添加。
具有通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷包含通式(1)及/或通式(4)所表示的結構單元的情況可藉由單獨或者組合多種的元素分析、核磁共振分析、紅外分光分析等各種有機分析方法而判定。
本發明中的閘極絕緣層也可包含一種或兩種以上的具有通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷。另外，亦可將一種以上的具有通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷與一種以上的所述矽烷化合物混合而使用。
(其他成分)
就FET的臨限電壓與遲滯減少的觀點而言，本發明中的閘極絕緣層較佳為含有包含金屬原子與氧原子的鍵的金屬化合物。金屬化合物若為包含金屬原子與氧原子的鍵的化合物，則並無特別限制，例如可例示金屬氧化物、金屬氫氧化物等。金屬化合物中所含的金屬原子若為形成金屬螯合物者，則並無特別限定，可列舉：鎂、鋁、鈦、鉻、錳、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、鋯、釕、鈀、銦、鉿、鉑等。其中，就獲取容易性、成本、金屬螯合物的穩定性的方面而言，較佳為鋁。
本發明中的閘極絕緣層中，相對於將具有通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷作為主體的碳原子與矽原子的合計100質量份，較佳為包含0.5質量份以上且180質量份以下的所述金屬原子。藉由為該範圍，可兼顧FET的低臨限電壓與低遲滯。相對於碳原子與矽原子的合計100質量份，更佳的範圍為所述金屬原子為1質量份以上且60質量份以下的範圍。進而佳為相對於碳原子與矽原子的合計100質量份，所述金屬原子為2質量份以上且30質量份以下的範圍。藉由設為該範圍，臨限電壓與遲滯的減少效果進一步變大。
閘極絕緣層中的所述金屬原子相對於將具有通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷作為主體的碳原子與矽原子的合計100質量份的質量比可藉由X射線光電子分光(X-ray Photoelectron Spectroscopy，XPS)而判定。
再者，閘極絕緣層中的原子(碳原子、矽原子、金屬原子)的含有比率的關係為大致的傾向，例如根據金屬原子的種類等未必滿足所述關係。
本發明中的閘極絕緣層可進而包含自由基聚合性化合物的加成反應體作為感光性有機成分。
所謂自由基聚合性化合物，是指於分子中具有多個乙烯性不飽和雙鍵基的化合物。可利用藉由UV光的照射而由後述的光聚合起始劑產生的自由基來進行自由基聚合性化合物的自由基聚合，提高閘極絕緣層的交聯密度，從而使硬度提高。
作為自由基聚合性化合物，較佳為容易進行自由基聚合的具有(甲基)丙烯醯基的化合物。就UV光照射時的感度提高及閘極絕緣層的硬度提高的觀點而言，更佳為於分子內具有兩個以上的(甲基)丙烯醯基的化合物。
作為自由基聚合性化合物，例如可列舉：二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、二羥甲基- 三環癸烷二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化甘油三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、四季戊四醇九(甲基)丙烯酸酯、四季戊四醇十(甲基)丙烯酸酯、五季戊四醇十一(甲基)丙烯酸酯、五季戊四醇十二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、2,2-雙[4-(3-(甲基)丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基)苯基]丙烷、1,3,5-三((甲基)丙烯醯氧基乙基)異氰脲酸、1,3-雙((甲基)丙烯醯氧基乙基)異氰脲酸、9,9-雙[4-(2-(甲基)丙烯醯氧基乙氧基)苯基]茀、9,9-雙[4-(3-(甲基)丙烯醯氧基丙氧基)苯基]茀或9,9-雙(4-(甲基)丙烯醯氧基苯基)茀或該些的酸改質體、環氧乙烷改質體或者環氧丙烷改質體。就UV光照射時的感度提高及硬化膜的硬度提高的觀點而言，較佳為三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、2,2-雙[4-(3-(甲基)丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基)苯基]丙烷、1,3,5-三((甲基)丙烯醯氧基乙基)異氰脲酸、1,3-雙((甲基)丙烯醯氧基乙基)異氰脲酸、9,9-雙[4-(2-(甲基)丙烯醯氧基乙氧基)苯基]茀、9,9-雙[4-(3-(甲基)丙烯醯氧基丙氧基)苯基]茀或9,9- 雙(4-(甲基)丙烯醯氧基苯基)茀或該些的酸改質體、環氧乙烷改質體或者環氧丙烷改質體。
本發明中的閘極絕緣層可進而包含藉由UV光的照射而鍵結分裂及/或進行反應從而產生自由基的化合物(以下，稱為「光聚合起始劑」)作為感光性有機成分。
藉由包含光聚合起始劑，可進行所述自由基聚合性化合物的自由基聚合，從而促進UV光照射時的加成反應。
作為光聚合起始劑，例如較佳為苄基縮酮系光聚合起始劑、α-羥基酮系光聚合起始劑、α-胺基酮系光聚合起始劑、醯基氧化膦系光聚合起始劑、肟酯系光聚合起始劑、吖啶系光聚合起始劑、二茂鈦(titanocene)系光聚合起始劑、二苯甲酮系光聚合起始劑、苯乙酮系光聚合起始劑、芳香族酮酯系光聚合起始劑或苯甲酸酯系光聚合起始劑，就UV光照射時的感度提高的觀點而言，更佳為α-羥基酮系光聚合起始劑、α-胺基酮系光聚合起始劑、醯基氧化膦系光聚合起始劑、肟酯系光聚合起始劑、吖啶系光聚合起始劑或二苯甲酮系光聚合起始劑，進而佳為α-胺基酮系光聚合起始劑、醯基氧化膦系光聚合起始劑、肟酯系光聚合起始劑。
作為苄基縮酮系光聚合起始劑，例如可列舉2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮。
作為α-羥基酮系光聚合起始劑，例如可列舉：1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-羥基-2-甲 基丙烷-1-酮或2-羥基-1-[4-[4-(2-羥基-2-甲基丙醯基)苄基]苯基]-2-甲基丙烷-1-酮。
作為α-胺基酮系光聚合起始劑，例如可列舉：2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁烷-1-酮、2-二甲基胺基-2-(4-甲基苄基)-1-(4-嗎啉基苯基)-丁烷-1-酮或3,6-雙(2-甲基-2-嗎啉基丙醯基)-9-辛基-9H-咔唑。
作為醯基氧化膦系光聚合起始劑，例如可列舉：2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基氧化膦、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦或雙(2,6-二甲氧基苯甲醯基)-(2,4,4-三甲基戊基)氧化膦。
作為肟酯系光聚合起始劑，例如可列舉：1-苯基丙烷-1,2-二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟、1-苯基丁烷-1,2-二酮-2-(O-甲氧基羰基)肟、1,3-二苯基丙烷-1,2,3-三酮-2-(O-乙氧基羰基)肟、1-[4-(苯硫基)苯基]辛烷-1,2-二酮-2-(O-苯甲醯基)肟、1-[4-[4-(羰基苯基)硫基]苯基]丙烷-1,2-二酮-2-(O-乙醯基)肟、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙酮-1-(O-乙醯基)肟、1-[9-乙基-6-[2-甲基-4-[1-(2,2-二甲基-1,3-二氧雜環戊烷-4-基)甲氧基]苯甲醯基]-9H-咔唑-3-基]乙酮-1-(O-乙醯基)肟或1-(9-乙基-6-硝基-9H-咔唑-3-基)-1-[2-甲基-4-(1-甲氧基丙烷-2-基氧基)苯基]甲酮-1-(O-乙醯基)肟。
作為吖啶系光聚合起始劑，例如可列舉1,7-雙(吖啶-9-基)-正庚烷。
作為二茂鈦系光聚合起始劑，例如可列舉：雙(η5-2,4-環戊二烯-1-基)-雙[2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)苯基]鈦(IV)或雙(η5-3-甲基-2,4-環戊二烯-1-基)-雙(2,6-二氟苯基)鈦(IV)。
作為二苯甲酮系光聚合起始劑，例如可列舉：二苯甲酮，4,4'-雙(二甲基胺基)二苯甲酮、4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、4,4-二氯二苯甲酮、4-羥基二苯甲酮、烷基化二苯甲酮、3,3',4,4'-四(第三丁基過氧化羰基)二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、二苄基酮或茀酮。
作為苯乙酮系光聚合起始劑，例如可列舉：2,2-二乙氧基苯乙酮、2,3-二乙氧基苯乙酮、4-第三丁基二氯苯乙酮、亞苄基苯乙酮(benzalacetophenone)或4-疊氮亞苄基苯乙酮。
作為芳香族酮酯系光聚合起始劑，例如可列舉2-苯基-2-氧基乙酸甲酯。
作為苯甲酸酯系光聚合起始劑，例如可列舉：4-二甲基胺基苯甲酸乙酯、4-二甲基胺基苯甲酸(2-乙基)己酯、4-二乙基胺基苯甲酸乙酯或2-苄基苯甲酸甲酯。
本發明中的閘極絕緣層亦可進而含有藉由光而產生酸的化合物(以下，稱為「光酸產生劑」)作為感光性有機成分。作為光酸產生劑，可列舉鎓鹽化合物、含有鹵素的化合物、重氮酮化合物、重氮甲烷化合物、碸化合物、磺酸酯化合物、磺醯亞胺化合物等作為例子。
作為用作光酸產生劑的鎓鹽化合物的具體例，可列舉： 重氮鹽、銨鹽、錪鹽、鋶鹽、鏻鹽、氧鎓鹽等。作為較佳的鎓鹽，可列舉：二苯基錪三氟甲磺酸鹽、二苯基錪芘磺酸鹽、二苯基錪十二烷基苯磺酸鹽、三苯基鋶三氟甲磺酸鹽(商品名「TPS-105」綠化學(Midori Kagaku)(股)製造)、4-第三丁基苯基二苯基鋶三氟甲磺酸鹽(商品名「WPAG-339」和光純藥工業(股)製造)、4-甲氧基苯基二苯基鋶三氟甲磺酸鹽(商品名「WPAG-370」和光純藥工業(股)製造)、三苯基鋶九氟丁磺酸鹽(商品名「TPS-109」綠化學(股)製造)、三苯基鋶六氟銻酸鹽、三苯基鋶萘磺酸鹽、(羥基苯基)苄基甲基鋶甲苯磺酸鹽等。
作為用作光酸產生劑的含有鹵素的化合物的具體例，可列舉含有鹵烷基的烴化合物、含有鹵烷基的雜環狀化合物等。作為較佳的含有鹵素的化合物，可列舉：1,1-雙(4-氯苯基)-2,2,2-三氯乙烷、2-苯基-4,6-雙(三氯甲基)-均三嗪、2-萘基-4,6-雙(三氯甲基)-均三嗪等。
作為用作光酸產生劑的重氮酮化合物的具體例，可列舉1,3-二酮-2-重氮化合物、重氮苯醌化合物、重氮萘醌化合物等。其中，就圖案加工精度或所獲得的閘極絕緣層的耐龜裂性的觀點而言，較佳為重氮萘醌化合物。較佳的重氮酮化合物可列舉：1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸與2,2,3,4,4'-五羥基二苯甲酮的酯、1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸與1,1,1-三(4-羥基苯基)乙烷的酯等。
作為用作光酸產生劑的重氮甲烷化合物的具體例，可列舉：雙(三氟甲基磺醯基)重氮甲烷、雙(環己基磺醯基)重氮甲烷、 雙(苯基磺醯基)重氮甲烷、雙(對甲苯基磺醯基)重氮甲烷、雙(2,4-二甲苯基磺醯基)重氮甲烷、雙(對氯苯基磺醯基)重氮甲烷、甲基磺醯基-對甲苯磺醯基重氮甲烷、環己基磺醯基(1,1-二甲基乙基磺醯基)重氮甲烷、雙(1,1-二甲基乙基磺醯基)重氮甲烷、苯基磺醯基(苯甲醯基)重氮甲烷等。
作為用作光酸產生劑的碸化合物的具體例，可列舉β-酮基碸化合物、β-磺醯基碸化合物等。作為較佳的碸化合物，可列舉：4-三苯甲醯甲基碸、均三甲苯基苯甲醯甲基碸、雙(苯基磺醯基)甲烷等。
作為用作光酸產生劑的磺酸酯化合物的例子，可列舉：烷基磺酸酯、鹵烷基磺酸酯、芳基磺酸酯、亞胺基磺酸酯等。作為具體例，可列舉：安息香甲苯磺酸酯、鄰苯三酚三甲磺酸酯、9,10-二乙氧基蒽-2-磺酸硝基苄酯等。
作為用作光酸產生劑的磺醯亞胺化合物的具體例，可列舉：N-(三氟甲基磺醯氧基)琥珀醯亞胺、N-(三氟甲基磺醯氧基)鄰苯二甲醯亞胺、N-(三氟甲基磺醯氧基)二苯基馬來醯亞胺、N-(三氟甲基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(三氟甲基磺醯氧基)-7-氧雜雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(三氟甲基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基醯亞胺、N-(三氟甲基磺醯氧基)萘基二羧基醯亞胺、N-(樟腦磺醯氧基)琥珀醯亞胺、N-(樟腦磺醯氧基)鄰苯二甲醯亞胺、N-(樟腦磺醯氧基)二苯基馬來醯亞胺、N-(樟腦磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基 醯亞胺、N-(樟腦磺醯氧基)-7-氧雜雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(樟腦磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基醯亞胺、N-(樟腦磺醯氧基)萘基二羧基醯亞胺、N-(4-甲基苯基磺醯氧基)琥珀醯亞胺、N-(4-甲基苯基磺醯氧基)鄰苯二甲醯亞胺、N-(4-甲基苯基磺醯氧基)二苯基馬來醯亞胺、N-(4-甲基苯基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(4-甲基苯基磺醯氧基)-7-氧雜雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(4-甲基苯基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基醯亞胺、N-(4-甲基苯基磺醯氧基)萘基二羧基醯亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺醯氧基)琥珀醯亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺醯氧基)鄰苯二甲醯亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺醯氧基)二苯基馬來醯亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺醯氧基)-7-氧雜雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基醯亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺醯氧基)萘基二羧基醯亞胺、N-(4-氟苯基磺醯氧基)琥珀醯亞胺、N-(2-氟苯基磺醯氧基)鄰苯二甲醯亞胺、N-(4-氟苯基磺醯氧基)二苯基馬來醯亞胺、N-(4-氟苯基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(4-氟苯基磺醯氧基)-7-氧雜雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(4-氟苯基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基醯亞胺、N-(4-氟苯基磺醯氧基)萘基二羧基醯亞胺等。
除所述以外，作為光酸產生劑，亦可列舉：5-降冰片烯 -2,3-二羧基醯亞胺基三氟甲磺酸酯(商品名「NDI-105」、綠化學(股)製造)、5-降冰片烯-2,3-二羧基醯亞胺基甲苯磺酸酯(商品名「NDI-101」、綠化學(股)製造)、4-甲基苯基磺醯氧基亞胺基-α-(4-甲氧基苯基)乙腈(商品名「PAI-101」、綠化學(股)製造)、三氟甲基磺醯氧基亞胺基-α-(4-甲氧基苯基)乙腈(商品名「PAI-105」、綠化學(股)製造)、9-樟腦磺醯氧基亞胺基-α-4-甲氧基苯基乙腈(商品名「PAI-106」、綠化學(股)製造)、1,8-萘二甲醯亞胺基丁磺酸酯(商品名「NAI-1004」、綠化學(股)製造)、1,8-萘二甲醯亞胺基甲苯磺酸酯(商品名「NAI-101」、綠化學(股)製造)、1,8-萘二甲醯亞胺基三氟甲磺酸酯(商品名「NAI-105」、綠化學(股)製造)、1,8-萘二甲醯亞胺基九氟丁磺酸酯(商品名「NAI-109」、綠化學(股)製造)、二苯基(4-甲氧基苯基)鋶三氟甲磺酸酯(商品名「WPAG-370」、和光純藥(股)製造)、商品名「WPAG-339」(和光純藥(股)製造)、商品名「TPS-105」、「TPS-109」(綠化學(股)製造)、二苯基錪芘磺酸鹽等。該些中，特佳為TPS-105、WPAG-339、WPAG-370、TPS-109、二苯基錪芘磺酸鹽、NDI-105、PAI-101、NAI-105。
進而，光聚合起始劑及光酸產生劑較佳為與作為感光性有機成分的增感劑組合而使用。增感劑於光褪色反應中並不產生著色，因此即便於閘極絕緣層中，亦可維持高的透明性，且達成高感度化。增感劑可並無特別限制地使用公知的材料，特佳為9,10-二取代蒽系化合物。
作為9,10-二取代蒽系化合物，可列舉：9,10-二苯基蒽、9,10-雙(4-甲氧基苯基)蒽、9,10-雙(三苯基矽烷基)蒽、9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、9,10-二丙氧基蒽、9,10-二丁氧基蒽、9,10-二戊氧基蒽、2-第三丁基-9,10-二丁氧基蒽、9,10-雙(三甲基矽烷基乙炔基)蒽等。該些中特佳的化合物為9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、9,10-二丙氧基蒽、9,10-二丁氧基蒽。
本發明中的閘極絕緣層可進而包含鏈轉移劑的加成反應體作為感光性有機成分。
所謂鏈轉移劑，是指可自藉由UV光照射時的自由基聚合而獲得的聚合物鏈的聚合物生長末端接收自由基，並經過朝向其他聚合物鏈的自由基移動的化合物。
藉由包含鏈轉移劑，可提高UV光照射時的感度。推測其原因在於：藉由UV光的照射而產生的自由基利用鏈轉移劑而朝其他聚合物鏈進行自由基移動，藉此進行自由基交聯直至膜的深部。
作為鏈轉移劑，較佳為硫醇系鏈轉移劑。作為硫醇系鏈轉移劑，例如可列舉：β-巰基丙酸、β-巰基丙酸甲酯、β-巰基丙酸乙酯、β-巰基丙酸2-乙基己酯、β-巰基丙酸正辛酯、β-巰基丙酸甲氧基丁酯、β-巰基丙酸硬脂酯、β-巰基丙酸異壬酯、β-巰基丁酸、β-巰基丁酸甲酯、β-巰基丁酸乙酯、β-巰基丁酸2-乙基己酯、β-巰基丁酸正辛酯、β-巰基丁酸甲氧基丁酯、β-巰基丁酸硬脂酯、β-巰基丁酸異壬酯、巰基乙酸甲酯、巰基乙酸正辛酯、巰基乙酸甲氧基丁酯、1,4-雙(3-巰基丁醯氧基)丁烷、1,4-雙(3-巰基丙醯氧基) 丁烷、1,4-雙(巰基乙醯氧基)丁烷、乙二醇雙(巰基乙酸酯)、三羥甲基乙烷三(3-巰基丙酸酯)、三羥甲基乙烷三(3-巰基丁酸酯)、三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)、三羥甲基丙烷三(3-巰基丁酸酯)、三羥甲基丙烷三(巰基乙酸酯)、1,3,5-三[(3-巰基丙醯氧基)乙基]異氰脲酸、1,3,5-三[(3-巰基丁醯氧基)乙基]異氰脲酸、季戊四醇四(3-巰基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巰基丁酸酯)、季戊四醇四(巰基乙酸酯)、二季戊四醇六(3-巰基丙酸酯)或二季戊四醇六(3-巰基丁酸酯)。
本發明中的閘極絕緣層可進而包含聚合抑制劑作為感光性有機成分。
所謂聚合抑制劑，是指捕捉照射UV光時所產生的自由基、或藉由UV光照射時的自由基聚合而獲得的聚合物鏈的聚合物生長末端的自由基，並保持為穩定自由基，藉此可使自由基聚合停止的化合物。
藉由含有適量的聚合抑制劑，可抑制照射UV光時產生的過量的自由基，從而控制自由基聚合。
作為聚合抑制劑，較佳為酚系聚合抑制劑。作為酚系聚合抑制劑，例如可列舉：4-甲氧基苯酚、1,4-對苯二酚、1,4-苯醌、2-第三丁基-4-甲氧基苯酚、3-第三丁基-4-甲氧基苯酚、4-第三丁基鄰苯二酚、2,6-二-第三丁基-4-甲基苯酚、2,5-二-第三丁基-1,4-對苯二酚或2,5-二-第三戊基-1,4-對苯二酚或者「IRGANOX」(註冊商標)1010、「IRGANOX」(註冊商標)1035、「IRGANOX」(註 冊商標)1076、「IRGANOX」(註冊商標)1098、「IRGANOX」(註冊商標)1135、「IRGANOX」(註冊商標)1330、「IRGANOX」(註冊商標)1726、「IRGANOX」(註冊商標)1425、「IRGANOX」(註冊商標)1520、「IRGANOX」(註冊商標)245、「IRGANOX」(註冊商標)259、「IRGANOX」(註冊商標)3114、「IRGANOX」(註冊商標)565或「IRGANOX」(註冊商標)295(以上均為日本巴斯夫(BASF Japan)(股)製造)。
本發明中的閘極絕緣層亦可進而含有粒子。就閘極絕緣層的平坦性的觀點而言，粒子的粒徑較佳為100nm以下，進而佳為50nm以下。所謂粒徑，表示作為數量平均的平均粒徑，將粒子乾燥後加以煅燒，測定所得的粒子的比表面積後，將粒子假定為球而根據比表面積求出平均粒徑。所使用的機器並無特別限定，可使用ASAP2020(麥克儀器(Micromeritics)公司製造)等。作為粒子的具體例，可列舉：二氧化矽粒子、二氧化鈦粒子、鈦酸鋇粒子、氧化鋯粒子、硫酸鋇粒子等。
本發明中的閘極絕緣層視需要可含有黏度調整劑、界面活性劑、穩定劑等。另外，亦可含有殘留溶媒。
作為界面活性劑，例如可列舉：氟系界面活性劑、矽酮系界面活性劑、聚環氧烷系界面活性劑、丙烯酸系界面活性劑等。
作為氟系界面活性劑的具體例，可列舉：Megafac F142D、Megafac F172、Megafac F173、Megafac F183(以上為大日本油墨化學工業(股)製造)、NBX-15、FTX-218、DFX-18(尼 歐斯(neos)(股)製造)等。另外，作為矽酮系界面活性劑，可列舉BYK-333(日本畢克化學(BYK-Chemie Japan)(股)製造)等。
本發明中的閘極絕緣層的膜厚較佳為0.01μm以上且5μm以下，更佳為0.05μm以上且1μm以下。藉由設為該範圍的膜厚，變得容易形成均勻的薄膜，進而可抑制無法藉由閘極電壓而控制的源極．汲極間電流，可進一步提高FET的開/關比。膜厚可利用光干涉式膜厚測定裝置測定基板上的面內10點以上，並根據其算術平均而求出。
本發明中的閘極絕緣層的相對介電常數較佳為3以上且100以下。相對介電常數越大，則越可減小FET的臨限電壓。
本發明中的閘極絕緣層較佳為鹼金屬或鹼土金屬、鹵素離子的濃度少。具體而言，重金屬、鹵素離子較佳為均為閘極絕緣層整體的100ppm以下，更佳為1ppm以下，進而佳為0.1ppm以下。
本發明中的閘極絕緣層為單層或包括多層。於多層的情況下，可將本發明中的閘極絕緣層積層多層，亦可積層本發明中的閘極絕緣層與公知的閘極絕緣層。
另外，亦可於閘極絕緣層與後述的半導體層之間設置配向性層。配向性層中可使用矽烷化合物、鈦化合物、有機酸、雜有機酸等公知的材料，特佳為有機矽烷化合物。
<第2絕緣層>
本發明的實施形態的FET亦可於相對於後述的半導體層而言的閘極絕緣層的相反側具有第2絕緣層。此處，所謂相對於半導體層而言的閘極絕緣層的相反側，例如於半導體層的上側具有閘極絕緣層的情況下是指半導體層的下側。藉此可減低臨限電壓或遲滯，獲得高性能的FET。第2絕緣層中所使用的材料並無特別限定，具體可列舉：氧化矽、氧化鋁等無機材料，聚醯亞胺或其衍生物、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚偏二氟乙烯、聚矽氧烷或其衍生物、聚乙烯酚或其衍生物等聚合物材料，或者無機材料粉末與聚合物材料的混合物或有機低分子材料與聚合物材料的混合物。作為包含聚矽氧烷的絕緣層，亦包含本發明中的閘極絕緣層。該些中較佳為使用可藉由噴墨等塗佈法而製作的聚合物材料。特別是若使用聚氟乙烯、聚降冰片烯、聚矽氧烷、聚醯亞胺、聚苯乙烯、聚碳酸酯或該些的衍生物、聚丙烯酸衍生物、聚甲基丙烯酸衍生物、或包含該些的共聚物，則臨限電壓及遲滯減少效果進一步變大，因此較佳，特佳為聚丙烯酸衍生物、聚甲基丙烯酸衍生物、或包含該些的共聚物。
第2絕緣層的膜厚一般是50nm~10μm，較佳為100nm~3μm。第2絕緣層可為單層亦可為多層。另外，亦可由多種絕緣性材料形成一個層，亦可積層多種絕緣性材料而形成。
所述第2絕緣層的形成方法並無特別限定，亦可使用電阻加熱蒸鍍、電子束、濺鍍、CVD等乾式方法，就製造成本或適合大面積的觀點而言，較佳為使用塗佈法。作為塗佈法，可列舉： 旋轉塗佈法、刀片塗佈法、縫模塗佈法、網版印刷法、棒塗法、鑄模法、印刷轉印法、浸漬提拉法、噴墨法等公知的塗佈方法。
<半導體層>
半導體層中所使用的材料為有機半導體及/或碳材料。該些就可較佳地使用載體遷移率高的材料且可以低成本應用簡便的塗佈製程的方面而言較佳。
作為有機半導體，具體可列舉：聚-3-己基噻吩、聚苯并噻吩等聚噻吩類，聚(2,5-雙(2-噻吩基)-3,6-二-十五烷基噻吩并[3,2-b]噻吩)、聚(4,8-二己基-2,6-雙(3-己基噻吩-2-基)苯并[1,2-b：4,5-b']二噻吩)、聚(4-辛基-2-(3-辛基噻吩-2-基)噻唑)、聚(5,5'-雙(4-辛基噻唑-2-基)-2,2'-聯噻吩)等於主鏈中包含噻吩單元的化合物；聚吡咯類；聚(對苯乙炔)等聚(對苯乙炔)類；聚苯胺類；聚乙炔類；聚丁二炔類；聚咔唑類；聚呋喃、聚苯并呋喃等聚呋喃類；以吡啶、喹啉、啡啉(phenanthroline)、噁唑、噁二唑等含氮芳香環為構成單元的聚雜芳基類；蒽、芘、稠四苯、稠五苯、稠六苯、紅螢烯等縮合多環芳香族化合物；呋喃、噻吩、苯并噻吩、二苯并呋喃、吡啶、喹啉、啡啉、噁唑、噁二唑等雜芳香族化合物；4,4'-雙(N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基)聯苯為代表的芳香族胺衍生物；雙(N-烯丙基咔唑)或雙(N-烷基咔唑)等雙咔唑衍生物；吡唑啉衍生物；二苯乙烯系化合物；腙系化合物；銅酞菁等金屬酞菁類；銅卟啉等金屬卟啉類；二苯乙烯基苯衍生物；胺基苯乙烯基衍生物；芳香族乙炔衍生物；萘-1,4,5,8-四羧酸二醯亞胺、苝-3,4,9,10-四羧 酸二醯亞胺等縮合環四羧酸二醯亞胺類；部花青、啡噁嗪、若丹明等有機色素等。亦可含有該些中的兩種以上。
作為碳材料，可列舉碳奈米管(carbon nanotube，CNT)、石墨烯、富勒烯等，就對塗佈製程的適合性或低遲滯的方面而言，較佳為CNT。
作為CNT，可使用一片碳膜(石墨烯片材)捲為圓筒狀的單層CNT、兩片石墨烯片材捲為同心圓狀的兩層CNT、多個石墨烯片材捲為同心圓狀的多層CNT的任意者，可使用該些中的兩種以上。就表現半導體的特性的觀點而言，較佳為使用單層CNT，其中更佳為單層CNT包含90質量%以上的半導體型單層CNT。進而佳為單層CNT包含95質量%以上的半導體型單層CNT。
半導體型單層CNT的含有比率可藉由可見-近紅外吸收光譜的吸收面積比而算出。CNT可藉由電弧放電法、化學氣相沈積法(Chemical Vapor Deposition method，CVD法)、雷射剝蝕法等方法而獲得。
進而，於CNT表面之至少一部分附著有共軛系聚合物的CNT複合物於溶液中的分散穩定性優異，可獲得低遲滯，因此特佳。
所謂共軛系聚合物附著於CNT表面的至少一部分的狀態，是指CNT表面的一部分或全部被共軛系聚合物包覆的狀態。推測共軛系聚合物可包覆CNT的原因在於：由於源自各個共軛系結構的π電子雲重疊而產生相互作用。CNT是否被共軛系聚合物 包覆可藉由被包覆的CNT的反射色自未被包覆的CNT的顏色接近共軛系聚合物的顏色而判別。可定量地藉由元素分析或X射線光電子分光法等而鑒定附著物的存在與附著物相對於CNT的質量比。而且，附著於CNT上的共軛系聚合物可不拘於分子量、分子量分佈或結構地使用。
使共軛系聚合物附著於CNT上的方法可列舉：(I)於熔融的共軛系聚合物中添加CNT而進行混合的方法，(II)使共軛系聚合物溶解於溶媒中，於其中添加CNT而進行混合的方法，(III)預先藉由超音波等使CNT預分散於溶媒中，然後添加共軛系聚合物進行混合的方法，(IV)於溶媒中放入共軛系聚合物與CNT，對該混合系統照射超音波而進行混合的方法等。於本發明中，亦可組合多種方法。
本發明中，較佳為CNT的長度較源極電極與汲極電極間的距離(通道長度)短。CNT的平均長度取決於通道長度，較佳為2μm以下，更佳為0.5μm以下。一般情況下所市售的CNT於長度上存在分佈，且包含較通道長度更長的CNT，因此較佳為增加使CNT較通道長度而言變短的步驟。例如有效的是藉由利用硝酸、硫酸等的酸處理、超音波處理、或冷凍粉碎法等切割成短纖維狀的方法。另外，就提高純度的方面而言，進而佳為併用利用過濾器的分離。
另外，CNT的直徑並無特別限定，較佳為1nm以上且100nm以下，更佳為50nm以下。
於本發明中，較佳為設置使CNT均勻地分散於溶媒中，藉由過濾器對分散液進行過濾的步驟。藉由自濾液中獲得較過濾器孔徑更小的CNT，可效率良好地獲得較通道長度更短的CNT。該情況下，過濾器可較佳地使用薄膜過濾器。用於過濾的過濾器的孔徑只要較通道長度更小即可，較佳為0.5μm~10μm。
作為包覆所述CNT的共軛系聚合物，可列舉：聚噻吩系聚合物、聚吡咯系聚合物、聚苯胺系聚合物、聚乙炔系聚合物、聚對苯系聚合物、聚對苯乙炔系聚合物、於重複單元中具有噻吩單元與雜芳基單元的噻吩-伸雜芳基系聚合物等，亦可使用該些中的兩種以上。所述聚合物可使用單一的單體單元排列而成者、不同的單體單元進行嵌段共聚而成者、無規共聚而成者，而且可使用進行接枝聚合而成者等。
另外，半導體層亦可混合使用CNT複合物與有機半導體。藉由於有機半導體中均勻地分散CNT複合物，可維持有機半導體其自身的特性，且可實現低遲滯。
相對於有機半導體100質量份，包含CNT複合物與有機半導體的半導體層中的CNT複合物的含量較佳為0.01質量份以上且3質量份以下，更佳為1質量份以下。
另外，半導體層亦可進一步包含絕緣性材料。作為此處所使用的絕緣性材料，可列舉：聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯等聚合物材料，但並不特別地限定於該些材料。
半導體層可為單層亦可為多層，膜厚較佳為1nm以上且200nm以下，進而佳為100nm以下。藉由設為該範圍的膜厚，變得容易形成均勻的薄膜，進而可抑制無法藉由閘極電壓而控制的源極．汲極間電流，可進一步提高FET的開/關比。膜厚可藉由原子力顯微鏡或橢圓偏光法等而測定。
<基板>
作為用於基板的材料，只要至少配置電極系統的面為絕緣性，則可為任何材質。例如可較佳地使用：矽晶圓、玻璃、藍寶石、氧化鋁燒結體等無機材料；聚醯亞胺、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚偏二氟乙烯、聚矽氧烷、聚乙烯酚(Polyvinyl Phenol，PVP)、聚酯、聚碳酸酯、聚碸、聚醚碸、聚乙烯、聚苯硫醚、聚對二甲苯等有機材料等。
另外，例如亦可為於矽晶圓上形成有PVP膜者、或於聚對苯二甲酸乙二酯上形成有聚矽氧烷膜者等積層有多種材料而成者。
<電極>
作為用於閘極電極、源極電極及汲極電極的材料，例如可列舉：氧化錫、氧化銦、氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)等導電性金屬氧化物；鉑、金、銀、銅、鐵、錫、鋅、鋁、銦、鉻、鋰、鈉、鉀、銫、鈣、鎂、鈀、鉬、非晶矽或多晶矽等金屬或該些的合金；碘化銅、硫化銅等無機導電性物質；聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺；聚乙烯二氧噻吩與聚苯乙烯磺酸的錯合物；藉由碘等的摻雜等而使導電率提高的導電性聚合物等；碳材料等導電體等。 該些材料可單獨使用，亦可將多種材料積層或混合使用。
其中，較佳為包含銀、銅、金、鉑、鉛、錫、鎳、鋁、鎢、鉬、氧化釕、鉻、鈦、碳或銦中的至少一種的導電性粉末的燒結體，可將該些導電性粉末單獨使用，可以合金或混合粉末的形式使用。
該些中，就導電性的觀點而言，較佳為銀、銅及金，就成本、穩定性的觀點而言，更佳為銀。此外，就塗佈膜的低溫固化時的電阻率減小的觀點而言，進而佳為將銀與碳黑併用。
用於電極的導電性粉末的體積平均粒徑較佳為0.02μm以上且10μm以下，更佳為0.02μm以上且5μm以下，進而佳為0.02μm以上且2μm以下。
若體積平均粒徑為0.1μm以上，則導電性粉末彼此的接觸概率提高，可使所製作的導電圖案的比電阻值及斷線概率降低。進而，曝光時的光化射線可於膜中順利地透過，因此微細的圖案化變得容易。
另外，若體積平均粒徑為10μm以下，則印刷後的電路圖案的表面平滑度、圖案精度、尺寸精度提高。另外，對於圖案的薄膜化而言需要粒徑的減小。例如，於形成膜厚2μm的天線的情況下，粒徑亦必須為2μm以下。
再者，體積平均粒徑可根據電極剖面的3D-掃描式電子顯微鏡(SEM)或3D-穿透式電子顯微鏡(TEM)像而算出。
相對於電極材料的總質量份，導電體較佳為70質量% 以上且95質量%以下的範圍內，更佳為80質量%以上且90質量%以下。藉由為70質量%以上，於將導電性粉末用作導電體的情況下，可增大導電性粉末彼此的接觸面積，且使所製作的導電圖案的比電阻值及斷線概率降低。另外，藉由為95質量%以下，尤其可使曝光時的光化射線於膜中順利地透過，微細的圖案化變得容易。
進而，各電極較佳為除導電體以外亦包含有機黏合劑。另外，有機黏合劑進而佳為包含感光性有機成分。
藉由具有有機黏合劑，可提高電極上的半導體溶液的塗佈性，且可形成將有機半導體及碳材料平滑地塗佈而成的均勻的半導體層。另外，藉由有機黏合劑包含感光性有機成分，可於不使用抗蝕劑的情況下進行藉由光微影的電極的圖案加工，從而可進一步提高生產性。
感光性有機成分為包含分子內具有聚合性不飽和基的單體、寡聚物、聚合物及/或該些的加成反應體的成分。
作為分子內具有聚合性不飽和基的單體，可使用具有活性的碳-碳不飽和雙鍵的化合物。可應用具有乙烯基、烯丙基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、丙烯醯胺基作為官能基的單官能及多官能化合物。
於本發明的電極材料中，可使用一種或兩種以上的所述感光性有機成分。關於感光性有機成分，相對於電極材料的總質量份，以1質量%~15質量%的範圍包含，更佳為2質量%~10 質量%的範圍內。於感光性有機成分未滿1質量%的情況下，感度下降，難以形成良好的圖案。另一方面，若感光性有機成分超過15質量%，則產生如下問題：乾燥膜中產生黏性(tack)，並於曝光時接觸光罩而污染光罩的問題或塗膜表面混亂的問題。
作為分子內具有聚合性不飽和基的寡聚物或聚合物，可藉由選自具有碳-碳雙鍵的化合物中的成分的聚合或共聚而獲得。相對於此種寡聚物或聚合物，藉由使光反應性基加成於側鏈或分子末端，可獲得分子內具有聚合性不飽和基的寡聚物或聚合物。
較佳的聚合性不飽和基為具有乙烯性不飽和基者。作為乙烯性不飽和基，可列舉：乙烯基、烯丙基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基等。
此種使側鏈加成於寡聚物或聚合物的方法有如下方法：相對於寡聚物或聚合物中的巰基、胺基、羥基或羧基，使具有縮水甘油基或異氰酸酯基的乙烯性不飽和化合物或丙烯醯氯、甲基丙烯醯氯或者烯丙氯進行加成反應而製作。另外，較佳為相對於寡聚物或聚合物中的巰基、胺基、羥基或羧基，使具有縮水甘油基或異氰酸酯基的乙烯性不飽和化合物或丙烯醯氯、甲基丙烯醯氯或者烯丙氯加成0.05莫耳當量~1莫耳當量。
就進一步提高抑制將帶有電極的基板彎折時的圖案剝離的效果的觀點而言，感光性有機成分較佳為包含具有胺基甲酸酯基的化合物。例如，所述寡聚物或聚合物較佳為包含使具有異 氰酸酯基的化合物與側鏈具有羥基的寡聚物或聚合物反應而得的胺基甲酸酯改質化合物。
此種分子內具有聚合性不飽和基的寡聚物或聚合物較佳為重量平均分子量(Mw)為2000~200000的範圍內，數量平均分子量(Mn)為1000~50000的範圍內，更佳為Mw為5000~100000的範圍內，Mn為1000~30000的範圍內。藉由Mw、Mn為所述範圍內，操作性良好，可於光硬化時獲得均勻的硬化性。
本發明的電極材料含有分子內具有聚合性不飽和基的單體、寡聚物或聚合物，但該些成分均不具有光化射線的能量吸收能力，故為了進行光硬化而需要使用光聚合起始劑。光聚合起始劑根據光硬化中所使用的光源而選擇，可使用光自由基聚合起始劑或光陽離子聚合起始劑等。
本發明的電極材料可使用一種或兩種以上的光聚合起始劑。關於光聚合起始劑，相對於電極材料的總質量份，於0.05質量%~10質量%的範圍內包含，更佳為0.1質量%~10質量%。若光聚合起始劑的量過少則光硬化不足，於光聚合起始劑的量過多的情況下，存在相容性變得不良之虞。
藉由與光聚合起始劑一起使用增感劑，可使感度提高，且可擴大對反應有效的波長範圍。
本發明的電極材料可使用一種或兩種以上的增感劑。於本電極材料包含增感劑的情況下，相對於感光性有機成分，其含量通常為0.05質量%~10質量%，更佳為0.1質量%~10質量%。 若增感劑的量過少，則不會發揮使光硬化提高的效果，若增感劑的量過多，則存在相容性變得不良之虞。
本發明的電極材料可使用膏進行塗佈而形成。為了形成膏，亦可含有有機溶劑。藉由使用有機溶劑，可進行膏的黏度調整，可提高塗佈膜的表面平滑性。本發明的電極材料亦可於不損及電極所需的特性的範圍內包含分子內不具有不飽和雙鍵的非感光性聚合物、塑化劑、調平劑、界面活性劑、矽烷偶合劑、消泡劑、顏料等添加劑作為有機黏合劑。作為非感光性聚合物的具體例，可列舉：環氧樹脂、酚醛清漆樹脂、酚樹脂、聚醯亞胺前驅物、聚醯亞胺等。
作為電極的形成方法，可列舉使用電阻加熱蒸鍍、電子束光束、濺鍍、鍍敷、CVD、離子鍍塗佈、噴墨、印刷等公知技術的方法，或者利用旋轉塗佈法、刀片塗佈法、縫模塗佈法、網版印刷法、棒塗機法、鑄模法、印刷轉印法、浸漬提拉法等公知的技術將包含所述有機成分及導電體的膏塗佈於絕緣基板上，並使用烘箱、加熱板、紅外線等進行乾燥而形成的方法等，但只要可取得導通，則並無特別限制。
電極的寬度、厚度、第一電極及第二電極的間隔為任意。較佳為電極寬度為5μm~1mm，厚度為0.01μm~100μm，第一電極及第二電極的間隔為1μm~500μm，但並不限於該些。
作為以圖案狀形成電極的方法，可將利用所述方法製作的電極薄膜以公知的光微影法等而形成為所需形狀的圖案，或者 亦可於電極、配線及連接部物質的蒸鍍或濺鍍時介隔所需形狀的遮罩來形成圖案。而且，亦可使用噴墨或印刷法來直接形成圖案。
閘極電極、源極電極及汲極電極的各圖案可分別獨立地加工而形成，亦可對該些中的至少兩個進行統一加工而形成。就加工步驟的減少、及圖案的連接的觀點而言，較佳為對各電極的圖案進行統一加工。
<場效型電晶體>
圖1及圖2為表示本發明的實施形態的FET的例子的示意剖面圖。於圖1中，於具有藉由閘極絕緣層3而覆蓋的閘極電極2的基板1上形成源極電極5及汲極電極6後，進一步於其上形成半導體層4。於圖2中，於具有藉由閘極絕緣層3而覆蓋的閘極電極2的基板1上形成半導體層4後，進一步於其上形成源極電極5及汲極電極6。
所形成的FET可藉由使閘極電壓變化而控制源極電極5與汲極電極6之間所流動的電流。FET的遷移率可使用下述(a)式而算出。
μ=(δId/δVg)L．D/(W．εr．ε．Vsd) (a)
其中，Id(A)為源極電極5與汲極電極6之間的電流，Vsd(V)為源極電極5與汲極電極6之間的電壓，Vg(V)為閘極電壓(閘極電極2的電壓)，D(m)為閘極絕緣層3的厚度，L(m) 為通道長度(源極電極5與汲極電極6的距離)，W(m)為通道寬度(源極電極5、汲極電極6的寬度)，εr為閘極絕緣層3的相對介電常數，ε為真空的介電常數(8.85×10-12F/m)。
另外，可由某負的閘極電壓下的Id(接通電流)的值與某正的閘極電壓下的Id(斷開電流)的值之比來求出開/關比。
遲滯可根據自正向負施加Vg時的Id=10-8 A下的閘極電壓Vg1、與自負向正施加Vg時的Id=10-8 A下的閘極電壓Vg2的差的絕對值｜Vg1-Vg2｜來求出。
臨限電壓可自Id-Vg圖表的線形部分的延長線與Vg軸的交點來求出。另外，將Vg=-20V的閘極電流值設為漏電流。
<FET的製造方法>
本發明的實施形態的FET的製造方法包括：(I)於基板上形成導電性圖案的步驟；(II)將包含至少具有通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷的溶液塗佈於所述形成有導電性圖案的基板上及加以乾燥的步驟；以及(III)對包含有機半導體及/或碳材料的溶液以與導電性圖案相接的方式進行塗佈及乾燥的步驟。
另外，本發明的實施形態的FET的製造方法較佳為包括：(I)於基板上形成導電性圖案的步驟；(II-A)將包含至少具有通式(1)所表示的結構單元的聚矽 氧烷、及感光性有機成分的溶液塗佈於所述形成有導電性圖案的基板上及加以乾燥，對所獲得的膜介隔光罩來照射活性化學線後，使用鹼性溶液於所述導電性圖案上形成成為開口部的圖案的步驟；(II-B)對所述圖案進行加熱而形成硬化圖案的步驟；以及(III)對包含有機半導體及/或碳材料的溶液以與導電性圖案相接的方式進行塗佈及乾燥的步驟。
對圖1的構成所示的FET的製造方法進行說明。再者，製造方法並不限定於下述。首先，於基板1上形成成為閘極電極2的導電性圖案。形成方法例如可列舉：金屬蒸鍍或旋轉塗佈法、刀片塗佈法、縫模塗佈法、網版印刷法、棒塗法、鑄模法、印刷轉印法、浸漬提拉法、噴墨法等公知的方法。再者，亦可使用遮罩等而直接形成圖案，亦可於所形成的閘極電極上塗佈抗蝕劑，將抗蝕劑膜曝光．顯影為所需的圖案後，藉由進行蝕刻而對閘極電極2進行圖案化。進而，於使用具有感光性有機成分的導電性膏的情況下，另外亦可不使用抗蝕劑而僅由導電性膏，並藉由光微影來對閘極電極2進行圖案化。
其次，於形成有閘極電極2的基板1上形成閘極絕緣層3。作為閘極絕緣層3的形成方法，對於包含至少具有通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷的溶液，可列舉旋轉塗佈法、刀片塗佈法、縫模塗佈法、網版印刷法、棒塗法、鑄模法、印刷轉印法、浸漬提拉法、噴墨法等公知的塗佈方法。
為了進行塗佈步驟，包含具有通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷的溶液可包含溶媒。溶媒並無特別限定，具體可列舉：丙二醇單甲醚、丙二醇單正丁醚、丙二醇單第三丁醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇乙基甲醚等醚類，丙二醇單甲醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、乳酸乙酯等乙酸酯類，乙醯丙酮、甲基異丁基酮、環戊酮等酮類，3-甲基-3-甲氧基丁醇、二丙酮醇等醇類，甲苯、二甲苯等芳香族烴類。該些溶媒可單獨包含或包含兩種以上。
用以獲得塗佈膜的塗佈溶液的乾燥溫度較佳為50℃~150℃。進而，用以獲得閘極絕緣層3的塗佈膜的熱處理的溫度較佳為處於100℃~300℃的範圍。就於塑膠基板上的閘極絕緣層3的形成的觀點而言，進而佳為200℃以下。
於以所述方式獲得閘極絕緣層3的過程中，可對塗佈膜或閘極絕緣層3實施圖案化。於形成將本發明的實施形態的FET組合而成的電路時，為了自存在於閘極絕緣層3的下部的閘極電極2取得導通，需要形成成為開口部的圖案(接觸孔)。
對使用在感光性有機成分中含有光自由基產生劑與自由基聚合性化合物的組成物的塗佈膜的負型圖案形成進行說明。自塗佈膜的上方，通過具有所需的圖案的負型遮罩而照射(曝光)化學線。作為用於曝光的化學線，有紫外線、可見光線、電子束、X射線等，但於本發明中較佳為利用水銀燈的i射線(365nm)、h射線(405nm)、g射線(436nm)。其次，對經曝光的塗佈膜進行 顯影。於負型圖案形成中，將曝光部設為不溶部且將未曝光部設為可溶部來形成圖案。作為顯影液，較佳為氫氧化四甲基銨、二乙醇胺、二乙基胺基乙醇、三乙胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀等顯示鹼性的化合物的水溶液，可含有一種或兩種以上。另外，於該些鹼性水溶液中亦可混合使用N-甲基-2-吡咯啶酮、γ-丁內酯等極性溶媒，異丙醇等醇類，乳酸乙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯等酯類，環戊酮、甲基異丁基酮等酮類等。顯影後通常藉由水進行淋洗處理，但亦可將乙醇、異丙醇等醇類，乳酸乙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯等酯類等加入至水中而進行淋洗處理。
於使用在感光性有機成分中含有重氮酮化合物作為光酸產生劑的組成物的塗佈膜的正型圖案形成中，自塗佈膜的上方，通過具有所需的圖案的正型遮罩而照射化學線。關於較佳的化學線種與塗佈膜的顯影及淋洗處理，與在感光性有機成分中使用光自由基產生劑及自由基聚合性化合物的情況同樣。於正型圖案形成中，將曝光部設為可溶部且將未曝光部設為不溶部來形成圖案。
另外，亦可於閘極絕緣層3上塗佈抗蝕劑，將抗蝕劑膜曝光．顯影為所需的圖案後，藉由氫氟酸等蝕刻液進行處理，藉此對閘極絕緣層3進行圖案化。若為該方法，則即便為不含感光性有機成分的組成物，亦可進行圖案化，但步驟數增加。就生產性優異的觀點而言，較佳為使用具有感光性有機成分的閘極絕緣層材料的圖案化。進而，就所獲得的閘極絕緣層3的耐龜裂性提高 的觀點而言，感光性有機成分較佳為包含產生自由基的化合物及自由基聚合性化合物、及/或光酸產生劑。
其次，形成成為源極電極5及汲極電極6的導電性圖案。與閘極電極2同樣地，例如可列舉：金屬蒸鍍、旋轉塗佈法、刀片塗佈法、縫模塗佈法、網版印刷法、棒塗法、鑄模法、印刷轉印法、浸漬提拉法、噴墨法等公知的方法。再者，可使用遮罩等而直接形成圖案，亦可於所形成的電極上塗佈抗蝕劑，將抗蝕劑膜曝光．顯影為所需的圖案後，藉由進行蝕刻而對源極電極5及汲極電極6進行圖案化。進而，於使用具有感光性有機成分的導電性膏的情況下，另外亦可不使用抗蝕劑而僅由導電性膏，並藉由光微影來對源極電極5及汲極電極6進行圖案化。
其次，形成半導體層4來製造FET。作為半導體層4的形成方法，亦可使用電阻加熱蒸鍍、電子束、濺鍍、CVD等乾式方法，但就製造成本或適合大面積的觀點而言，較佳為使用塗佈法。作為塗佈法，可列舉：旋轉塗佈法、刀片塗佈法、縫模塗佈法、網版印刷法、棒塗法、鑄模法、印刷轉印法、浸漬提拉法、噴墨法等公知的塗佈方法。可根據塗膜厚度控制或配向控制等所欲獲得的塗膜特性而選擇塗佈方法。利用該些方法，以與成為源極電極5及汲極電極6的導電性圖案相接的方式進行塗佈。另外，對所形成的塗膜於大氣下、減壓下或惰性氣體環境下(氮氣或氬氣環境下)進行乾燥處理。乾燥溫度較佳為50℃~150℃。
亦可於閘極絕緣層3與半導體層4之間配置配向性層。 配向性層可利用與形成閘極絕緣層材料的塗佈膜的方法相同的方法來形成。另外，亦可於相對於半導體層4而言的閘極絕緣層3的相反側配置第2絕緣層。第2絕緣層可利用與半導體層4相同的方法來形成。
圖2的構成中所示的FET的製造方法可藉由在圖1的構成中所示的FET的製造方法中，以相反的順序實施成為源極電極5及汲極電極6的導電性圖案的形成步驟與半導體層4的形成步驟來實現。其中，製造方法並不限定於所述。
本發明的實施形態的FET可有利地用於薄膜的FET、光伏打元件、開關元件、使用該些的顯示器、無線通訊裝置、商品標籤等各種設備中。
<無線通訊裝置>
對含有本發明的實施形態的FET的無線通訊裝置進行說明。該無線通訊裝置例如是如作為非接觸型標籤的無線射頻辨識系統(Radio Frequency IDentification，RFID)般，藉由接收自搭載於讀寫器(reader/writer)中的天線發送的載波，從而進行電氣通訊的裝置。具體的動作為例如RFID標籤的天線接收由搭載於讀寫器中的天線所發送的無線信號，藉由整流電路而轉變為直流電流，RFID標籤發電。其次，發電的RFID標籤自無線信號接收指令，進行與指令相符的動作。其後，將與指令相符的結果的回答，由RFID標籤的天線向讀寫器的天線發送無線信號。再者，與指令相符的動作至少由公知的解調電路、動作控制邏輯電路、調變電路 來進行。
本發明的實施形態的無線通訊裝置至少具有所述FET與天線。作為更具體的構成，例如如圖3所示，可列舉如下的無線通訊裝置，其包括：電源生成部11，進行天線10所接收的來自外部的調變波信號的整流，對各部供給電源；解調電路13，將所述調變波信號進行解調而向控制電路12輸送；調變電路14，將由控制電路12輸送的資料進行調變而送出至天線；以及控制電路12，將由解調電路13所解調的資料向記憶電路15寫入以及自記憶電路15中讀出資料，對調變電路14進行發送；並且各電路部電性連接。所述解調電路、控制電路、調變電路、記憶電路包括互補型半導體裝置，亦可進而包含電容器、電阻元件、二極體。再者，所述記憶電路進而具有：電子可抹除可程式化唯讀記憶體(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、鐵電式隨機存取記憶體(Ferroelectric Randam Access Memory，FeRAM)等不揮發性的可重寫的記憶部。再者，所述電源生成部包括電容器、二極體。
天線、電容器、電阻元件、二極體、不揮發性的可重寫的記憶部只要為一般所使用者即可，所使用的材料、形狀並無特別限定。另外，將各個電性連接的材料亦只要為一般可使用的導電材料，則亦可為任何材料。連接方法亦只要可取得電性導通，則亦可為任何方法，連接部的寬度、厚度為任意。
<商品標籤>
對含有本發明的實施形態的無線通訊裝置的商品標籤進行說明。該商品標籤例如具有基體、以及被該基體包覆的所述無線通訊裝置。
基體例如由形成為平板狀的紙等非金屬材料形成。例如，基體形成將兩片平板狀的紙貼合而成的結構，於該兩片紙之間配置有所述無線通訊裝置。於所述無線通訊裝置的記憶電路預先儲存有例如對商品進行個體識別的個體識別資訊。
於該商品標籤與讀寫器之間進行無線通訊。所謂讀寫器，是藉由無線進行相對於商品標籤的資料的讀取及寫入的裝置，且為於商品的流通過程或結算時進行商品標籤與資料的互換的裝置。例如有攜帶型的讀寫器或設置於暫存器的固定型的讀寫器。讀寫器可利用公知者。
具體而言，該商品標籤具備根據要求發送個體識別資訊的來自規定的讀寫器的指令，藉由無線來回復所記憶的個體識別資訊的識別資訊回信功能。藉此例如於商品的精算暫存器中，可以非接觸的方式同時識別多數商品，若與利用條碼的識別進行比較，則可實現結算處理的容易化或迅速化。
例如，於商品的結帳時，若讀寫器將自商品標籤讀取的商品資訊發送至銷售時點資訊管理(Point of sale system，POS)終端機，則可於POS終端機中進行由所述商品資訊而確定的商品的銷售登錄。
[實施例]
以下，列舉實施例對本發明進行說明，但本發明並不由該些實施例限定。再者，藉由以下的(1)~(8)說明實施例中的各評價法。
(1)塗佈膜的製作
使用旋轉塗佈機將閘極絕緣層材料以乾燥後的膜厚成為0.5μm的方式塗佈於6吋矽晶圓及6吋玻璃基板上，繼而使用加熱板(大日本螢幕製造(Dainippon Screen Manufacturing)(股)製造的SCW-636)，於120℃下乾燥3分鐘，從而獲得塗佈膜。
(2)-1閘極絕緣層的製作(a)
關於不包含具有感光性的材料的閘極絕緣層材料，利用以下的方法來製作閘極絕緣層。藉由以規定的溫度、時間對所述(1)中製作的6吋矽晶圓及6吋玻璃基板上的塗佈膜進行加熱處理，從而獲得閘極絕緣層。
(2)-2閘極絕緣層的製作(b)
關於包含具有感光性的材料的閘極絕緣層材料內的含有光自由基產生劑與自由基聚合性化合物的材料，利用以下的方法來製作閘極絕緣層。將所述利用(1)記載的方法製作的6吋矽晶圓及6吋玻璃基板上所形成的塗佈膜設置於i射線步進機(GCA製造的DSW-8000)，以100mJ/cm2~800mJ/cm2的曝光量自塗佈膜的上方通過具有所需的圖案的負型遮罩進行曝光。於曝光後利用90℃的加熱板進行1分鐘曝光後烘烤(Post Exposure Bake，PEB)，並利用2.38質量%的氫氧化四甲基銨(Tetramethylammonium Hydroxide，TMAH)水溶液(三菱瓦斯化學(股)製造，ELM-D)進行60秒顯影，繼而利用純水進行淋洗。藉由以規定的溫度、時間對該膜進行加熱處理，從而獲得閘極絕緣層。
(2)-3閘極絕緣層的製作(c)
關於包含具有感光性的材料的閘極絕緣層材料內的含有重氮酮化合物作為光酸產生劑的材料，利用以下的方法來製作閘極絕緣層。將所述利用(1)記載的方法製作的6吋矽晶圓及6吋玻璃基板上所形成的塗佈膜設置於i射線步進機，以100mJ/cm2~800mJ/cm2的曝光量自塗佈膜的上方通過具有所需的圖案的正型遮罩進行曝光。於曝光後利用2.38質量%的TMAH水溶液進行60秒顯影，繼而利用純水進行淋洗。藉由以規定的溫度、時間對該膜進行加熱處理，從而獲得閘極絕緣層。
(3)閘極絕緣層的膜厚的測定
使用作為光干涉式膜厚測定裝置的Lambda Ace STM-602(大日本螢幕製造(股)製造)，以折射率1.55測定基板上的面內10點，求出其算術平均作為閘極絕緣層的厚度。
(4)元素分析
於超高真空中對要測定的膜照射軟X射線，藉由檢測自表面放出的光電子的X射線光電子分光(PHI公司製造的Quantera SXM)對膜中的元素資訊、元素量進行分析。
(5)半導體溶液塗佈性的評價
使用接觸角計(協和界面科學(股)製造，CA-D型)，於室 溫下在針尖製作直徑1.5mm的半導體溶液的液滴，使其與所述利用(2)-1、(2)-2、(2)-3中記載的方法製作的6吋矽晶圓上的閘極絕緣層接觸，從而製作液滴。測定此時生成的液滴與面的角度來設為接觸角。如下述般判定所述情況，針對半導體溶液的塗佈性良好情況而將A、B及C設為合格。
A：接觸角為6°以上且未滿10°
B：接觸角為5°以上且未滿6°或者為10°以上且未滿12°
C：接觸角為4°以上且未滿5°或者為12°以上且未滿15°
D：接觸角為3°以上且未滿4°或者為15°以上且未滿20°
E：接觸角未滿3°或者為20°以上。
(6)閘極絕緣層的耐龜裂性的評價
利用光學顯微鏡觀察後述的以膜厚50nm塗佈形成於線寬20μm的閘極電極圖案上後於氮氣流下、200℃下實施30分鐘加熱處理而獲得的閘極絕緣層，根據每個元件的觀察結果的統計算出於電極附近生成的龜裂的產生率，將「100-龜裂產生率(%)」作為耐龜裂性的指標。如下述般判定所述情況，針對閘極絕緣層的耐龜裂性良好情況而將A、B及C設為合格。
A：耐龜裂性為100%
B：耐龜裂性為98%以上且未滿100%
C：耐龜裂性為94%以上且未滿98%
D：耐龜裂性為91%以上且未滿95%
E：耐龜裂性未滿91%。
(7)FET特性的評價
於獲得FET後，測定改變閘極電壓(Vg)時的源極．汲極間電流(Id)-源極．汲極間電壓(Vsd)特性。測定時使用半導體特性評價系統4200-SCS型(吉時利儀器(Keithley Instruments)(股)製造)，於大氣中(氣溫為20℃、濕度為35%)下測定。根據自正向負施加Vg時的Id=10-8 A下的閘極電壓Vg1、與自負向正施加Vg時的Id=10-8 A下的閘極電壓Vg2的差的絕對值｜Vg1-Vg2｜來求出遲滯。如下述般判定所述情況，針對低遲滯而將A、B及C設為合格。
A：遲滯為5V以下
B：遲滯大於5V且為10V以下
C：遲滯大於10V且為20V以下
D：遲滯大於20V且為30V以下
E：遲滯大於30V。
另外，由Vg=-20V下的閘極電流值來求出漏電流。如下述般判定所述情況，針對低漏電流而將A、B及C設為合格。
A：漏電流為10pA以下
B+：漏電流大於10pA且為15pA以下
B：漏電流大於15pA且為20pA以下
C+：漏電流大於20pA且為25pA以下
C：漏電流大於25pA且為30pA以下
D：漏電流大於30pA且為50pA以下
E：漏電流大於50pA。
(8)感光特性的評價
使用光學顯微鏡的Lambda Ace STM-602，對所述利用(2)-2、(2)-3中記載的方法製作的6吋矽晶圓上的塗佈膜評價感度及解析度。再者，將以1比1的寬度形成100μm的線與空間圖案的曝光量(以下，稱為最佳曝光量)設為感度，將最佳曝光量下的顯影後所獲得的最小圖案尺寸設為解析度。如下述般判定所述情況，針對圖案解析度良好情況而將A、B及C設為合格。
A：解析度為5μm以下
B：解析度大於5μm且為15μm以下
C：解析度大於15μm且為30μm以下
D：解析度大於30μm且為45μm以下
E：解析度大於45μm。
實施例1
(1)半導體溶液A的製作
將聚-3-己基噻吩(奧德里奇(Aldrich)公司製造、Regioregular、數量平均分子量(Mn)：13000、以下稱為P3HT)0.10g加入至放入有氯仿5ml的燒瓶中，於超音波清洗機(井內盛榮堂(股)製造的US-2、輸出功率為120W)中進行超音波攪拌，藉此獲得P3HT的氯仿溶液。繼而，將該溶液取至滴管中，每次0.5ml地滴加至甲醇20ml與0.1當量鹽酸10ml的混合溶液中，進行再沈澱。對成為固體的P3HT藉由孔徑為0.1μm的薄膜 過濾器(PTFE公司製造：四氟乙烯)進行過濾分離捕獲，藉由甲醇充分洗滌後，藉由真空乾燥將溶媒去除。進一步再進行一次溶解與再沈澱，獲得90mg的再沈澱P3HT。
其次，將CNT(CNI公司製造、單層CNT、純度為95%)1.5mg、再沈澱P3HT 1.5mg加入至15ml的氯仿中，一面進行冰浴冷卻一面使用超音波均質機(東京理化器械(股)製造的VCX-500)，於輸出功率為250W下進行30分鐘超音波攪拌。於進行30分鐘超音波照射的時間點暫時停止照射，追加再沈澱P3HT 1.5mg，進一步進行1分鐘超音波照射，藉此獲得包含在CNT表面的至少一部分附著有P3HT的CNT複合物的CNT分散液A(CNT複合物相對於溶媒的濃度為0.1g/l)。
其次，進行用以形成半導體層4的半導體溶液的製作。使用薄膜過濾器(孔徑為10μm、直徑為25mm、密理博(Millipore)公司製造的Omnipore Membrane)對所述CNT分散液A進行過濾，除去長度為10μm以上的CNT複合物。於所得的濾液5ml中加入二氯苯45ml，製成半導體溶液A(CNT複合物相對於溶媒的濃度為0.01g/l)。
(2)絕緣層材料溶液A的製作
將3-三甲氧基矽烷基丙基丁二酸酐(SucSi)13.12g(0.05莫耳)、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(AcrSi)93.73g(0.40莫耳)及苯基三甲氧基矽烷(PheSi)109.06g(0.55莫耳)溶解於丙二醇單甲醚乙酸酯(Propyleneglycol monomethylether acetate，PGMEA、沸點146℃)215.91g中，一面攪拌一面向其中加入水54.90g、磷酸0.864g。於浴溫為105℃下對所得的溶液進行2小時加熱，使內溫上昇至90℃，蒸餾去除主要包含副生的甲醇的成分。繼而，於浴溫為130℃下加熱2小時，使內溫上昇至118℃，蒸餾去除主要包含水與甲醇的成分，然後冷卻至室溫，獲得固體成分濃度為26.0質量%的聚矽氧烷溶液A。秤取所得的聚矽氧烷溶液A 10g，混合PGMEA 0.83g，於室溫下進行2小時攪拌，從而獲得絕緣層材料溶液A(固體成分濃度為24質量%)。
(3)FET的製作
製作圖1所示的FET。於玻璃製基板1(膜厚為0.7mm)上，藉由電阻加熱法通過遮罩而真空蒸鍍金50nm，形成閘極電極2。其次，將所製作的絕緣層材料溶液A旋轉塗佈(800rpm×20秒)於形成有閘極電極2的基板1上，於120℃下進行3分鐘熱處理後，於氮氣流下、200℃下進行30分鐘熱處理，藉此形成膜厚為400nm的閘極絕緣層3。其次，藉由電阻加熱法，以膜厚成為50nm的方式真空蒸鍍金，於其上旋轉塗佈(1000rpm×20秒)光阻劑(商品名「LC100-10cP」、羅門哈斯(Rohm and Haas)(股)製造)，於100℃下進行10分鐘加熱乾燥。使用平行光遮罩對準機(Parallel Light Mask Aligner)(佳能(Canon)(股)製造的PLA-501F)並介隔遮罩對所製作的光阻劑膜進行圖案曝光後，使用自動顯影裝置(瀧澤產業(股)製造的AD-2000)並利用作為2.38質量%氫氧化四甲基銨水溶液的ELM-D(商品名、三菱瓦斯化學(股)製 造)進行70秒鐘噴淋顯影，繼而利用水進行30秒鐘清洗。其後，利用AURUM-302(商品名、關東化學(股)製造)進行5分鐘蝕刻處理後，利用水進行30秒鐘清洗。於AZ REMOVER 100(商品名、默克先進科技材料(Merck Performance Materials)(股)製造)中浸漬5分鐘而將抗蝕劑剝離，利用水進行30秒鐘清洗後，於120℃下進行20分鐘加熱乾燥，藉此形成源極電極5及汲極電極6。
將閘極電極2的線寬設為20μm。另外，將源極電極5及汲極電極6的寬度(通道寬度)設為100μm，將源極電極5與汲極電極6的間隔(通道長度)設為10μm。於形成有源極電極5及汲極電極6的基板1上，使用噴墨裝置(群集科技(Cluster Technology)(股)製造)而滴加400pl的所製作的半導體溶液A，於加熱板上、氮氣流下、150℃下進行30分鐘的熱處理，形成半導體層4，從而獲得FET。使用所獲得的FET並依據所述評價法(3)~(8)來進行評價。
實施例2
秤取實施例1中製成的聚矽氧烷溶液A 10g，將其與DPHA(商品名為「KAYARAD」、日本化藥(股)製造；二季戊四醇六丙烯酸酯)1.04g、OXE-01(商品名為「Irgacure」、日本巴斯夫(BASF Japan)(股)製造)0.15g與PGMEA 4.60g加以混合，於室溫下進行2小時攪拌，從而獲得絕緣層材料溶液B(固體成分濃度為24質量%)。相對於聚矽氧烷60質量份，絕緣層材料溶液B中的DPHA的含量為40質量份。另外，相對於聚矽氧烷60質量份， 絕緣層材料溶液B中的OXE-01的含量為3.5質量份。使用包含感光性有機成分的絕緣層材料溶液B，並依據所述「(2)-2閘極絕緣層的製作(b)」，除此以外與實施例1同樣地製作閘極絕緣層3及FET，並進行評價。
實施例3~實施例15
使用表1所示的絕緣層材料溶液C~絕緣層材料溶液O、半導體溶液A及電極材料(Au)，與實施例2同樣地製作FET並進行評價。
實施例16
使用利用3-三甲氧基矽烷基丙基戊二酸酐(GltSi)代替SucSi的絕緣層材料溶液P，除此以外，與實施例10同樣地進行而製作FET並進行評價。
實施例17
使用利用3-(3-三甲氧基矽烷基丙氧基)丙烷-1,2-二硫醇(DMrcSi)代替GltSi的絕緣層材料溶液Q，除此以外，與實施例16同樣地進行而製作FET並進行評價。
實施例18
使用不添加DPHA與OXE-01且固體成分濃度為24質量%的絕緣層材料溶液R，除所述方面以外，與實施例17同樣地進行而製作FET並進行評價。
實施例19
使用聚矽氧烷溶液A，將其秤取10g，並與DPHA 1.04g、 OXE-01 0.15g、三(2,4-戊二酸)鋁(商品名為「鋁螯合物A(W)」、川研精化(股)製造、以下稱為AIA(W))1.35g與PGMEA 7.53g加以混合，於室溫下進行2小時攪拌，獲得絕緣層材料溶液S(固體成分濃度為24質量%)。相對於聚矽氧烷及DPHA的合計100質量份，絕緣層材料溶液S中的所述AIA(W)的含量為28質量份。使用絕緣層材料溶液S，與實施例2同樣地製作閘極絕緣層3及FET並進行評價。
實施例20
於製備半導體溶液時，不使用P3HT而準備僅CNT的溶液，將其設為半導體溶液B而用於形成半導體層4，除此以外與實施例19同樣地製作閘極絕緣層3及FET並進行評價。
實施例21
於製備半導體溶液時，不使用CNT而準備僅P3HT的溶液，將其設為半導體溶液C而用於形成半導體層4，除此以外與實施例19同樣地製作閘極絕緣層3及FET並進行評價。
實施例22
利用包含感光性有機成分的導電性膏並如以下般進行電極的製作。
於100ml的潔淨瓶中放入丙烯酸聚合物SPCR-69X(商品名、昭和電工(股)製造、重量平均分子量為15000)20g、光聚合起始劑OXE-01(日本巴斯夫(BASF Japan)(股)製造)4g、酸產生劑SI-110(三新化學工業(股)製造)0.6g、γ-丁內酯(三 菱瓦斯化學(股)製造)10g，利用自轉-公轉真空混合機「去泡攪拌太郎」(註冊商標)(ARE-310；新基(Thinky)(股)製造)進行混合而獲得感光性樹脂溶液46.6g(固體成分為78.5質量%)。將所獲得的感光性樹脂溶液8.0g與平均粒徑2μm的Ag粒子42.0g混合，使用三根輥「EXAKT M-50」(商品名、艾卡特(EXAKT)公司製造)進行混煉而獲得50g的感光性Ag膏。
利用網版印刷將感光性Ag膏塗佈於玻璃製基板1上，並利用乾燥烘箱於100℃下進行10分鐘預烘烤。其後，使用曝光裝置「PEM-8M」(商品名、國際光學(股)製造)，並介隔具有與電極相對應的遮罩圖案的光罩以曝光量70mJ/cm2(波長365nm換算)進行全線曝光，以0.5%Na2CO3溶液進行30秒鐘浸漬顯影，於利用超純水進行淋洗後，利用乾燥烘箱於140℃下進行30分鐘固化，從而製作閘極電極2。亦利用相同的順序來製作源極電極5及汲極電極6。除該些以外與實施例19同樣地製作閘極絕緣層3及FET並進行評價。
實施例23
首先，如以下般進行光酸產生劑的合成。
於乾燥氮氣流下，使Ph-cc-AP-MF(商品名、本州化學工業(股)製造)15.32g(0.05mol)與5-萘醌二疊氮磺醯氯37.62g(0.14mol)溶解於1,4-二噁烷450g中，調整為室溫。於其中以系統內不成為35℃以上的方式滴加已與1,4-二噁烷50g混合的三乙胺15.58g(0.154mol)。滴加後於30℃下攪拌2小時。將三乙 胺鹽過濾，將濾液投入至水中。其後，藉由過濾來收集所析出的沈澱。利用真空乾燥機使該沈澱乾燥，從而獲得重氮萘醌化合物(QD-01、4-[1-(4-羥基苯基)-1-苯基乙基]-1,2-苯二醇與6-重氮-5,6-二氫-5-氧代-萘-1-磺酸的(單-三)酯)。
其次，使用聚矽氧烷溶液A，將其秤取10g，並與QD-01 1.19g、AIA(W)1.38g與PGMEA 7.53g加以混合，於室溫下進行2小時攪拌，獲得絕緣層材料溶液Z(固體成分濃度為24質量%)。相對於聚矽氧烷及QD-01的合計100質量份，絕緣層材料溶液Z中的所述AIA(W)的含量為28質量份。使用絕緣層材料溶液Z，依據所述「(2)-3閘極絕緣層的製作(c)」來製作閘極絕緣層3後，與實施例22同樣地製作FET並進行評價。
比較例1
使用利用3-三甲氧基矽烷基丙基硫醇(MrcSi)0.45莫耳代替SucSi及AcrSi的絕緣層材料溶液T，除此以外與實施例1同樣地進行而製作FET並進行評價。
比較例2
使用利用MrcSi 0.45莫耳代替SucSi及AcrSi的絕緣層材料溶液U，除此以外與實施例2同樣地進行而製作FET並進行評價。
將實施例1~實施例23及比較例1~比較例2的FET製作時所使用的材料示於表1~表2中，將各種評價結果示於表3~表4中。
[表1]
Figure 106140260-A0305-02-0071-20
Figure 106140260-A0305-02-0072-21
Figure 106140260-A0305-02-0073-22
Figure 106140260-A0305-02-0074-23

Claims (15)

  1. 一種場效型電晶體，其至少包括基板，源極電極、汲極電極及閘極電極，與所述源極電極及所述汲極電極相接的半導體層，以及將所述半導體層與所述閘極電極絕緣的閘極絕緣層，所述場效型電晶體的特徵在於：所述半導體層含有有機半導體或碳材料的一種以上，所述閘極絕緣層含有至少具有下述通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷，
    Figure 106140260-A0305-02-0076-24
     通式(1)中，R1表示氫原子、烷基、環烷基、雜環基、芳基、雜芳基或烯基；R2表示氫原子、烷基、環烷基或矽烷基；m表示0或1；A1為具有至少兩個羧基或其衍生物或者具有至少一個環狀的酸酐基的有機基。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的場效型電晶體，其中所述通式(1)中的A1為下述通式(2)或通式(3)所表示的基，
    Figure 106140260-A0305-02-0077-25
     通式(2)中，X1表示單鍵、碳數1~10的伸烷基或碳數6~15的伸芳基；R3及R4分別獨立地表示氫原子、有機基或矽烷基；通式(3)中，X2表示單鍵、碳數1~10的伸烷基或碳數6~15的伸芳基。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的場效型電晶體，其中相對於總矽烷結構單元，所述聚矽氧烷以0.5mol%以上且20mol%以下的比例含有所述通式(1)所表示的結構單元。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的場效型電晶體，其中所述聚矽氧烷進而具有下述通式(4)所表示的結構單元，
    Figure 106140260-A0305-02-0077-27
     通式(4)中，R5表示氫原子、烷基、環烷基、雜環基、芳基、雜芳基或烯基；R6表示氫原子、烷基、環烷基或矽烷基；n表示0或1；B1表示包含丙烯醯基或甲基丙烯醯基的一種以上彼此的加成反應結構的有機基。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的場效型電晶體，其中相對於總矽烷結構單元，所述聚矽氧烷以5mol%以上且50mol%以下的比例含有所述通式(4)所表示的結構單元。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的場效型電晶體，其中所述半導體層包含碳奈米管。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的場效型電晶體，其中所述碳奈米管包含在所述碳奈米管表面的至少一部分附著有共軛系聚合物的碳奈米管複合體。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的場效型電晶體，其中所述源極電極、所述汲極電極或所述閘極電極的一個以上包含有機黏合劑及導電體。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的場效型電晶體，其中所述閘極絕緣層含有包含金屬原子與氧原子的鍵的金屬化合物。
  10. 一種場效型電晶體的製造方法，其製造如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述的場效型電晶體，所述場效型電晶體的製造方法包括：(I)於基板上形成導電性圖案的步驟；(II)將包含至少具有所述通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷的溶液塗佈於形成有所述導電性圖案的所述基板上及加以乾燥的步驟；以及(III)對包含有機半導體或碳材料的一種以上的溶液以與所述導電性圖案相接的方式進行塗佈及乾燥的步驟。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的場效型電晶體的製造方法，其包括：(I)於基板上形成導電性圖案的步驟；(II-A)將包含至少具有所述通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷、及感光性有機成分的溶液塗佈於形成有所述導電性圖案的所述基板上及加以乾燥，介隔光罩對所獲得的膜照射活性化學線後，使用鹼性溶液於所述導電性圖案上形成成為開口部的圖案的步驟；(II-B)對所述圖案進行加熱而形成硬化圖案的步驟；以及(III)對包含有機半導體或碳材料的一種以上的溶液以與所述導電性圖案相接的方式進行塗佈及乾燥的步驟。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的場效型電晶體的製造方法，其中所述感光性有機成分包含藉由光而產生自由基的化合物及自由基聚合性化合物。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的場效型電晶體的製造方法，其中所述感光性有機成分包含藉由光而產生酸的化合物。
  14. 一種無線通訊裝置，其具有如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述的場效型電晶體。
  15. 一種商品標籤，其使用如申請專利範圍第14項所述的無線通訊裝置。
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